การก่อสร้างสายส่งไฟฟ้าแรงสูงพิเศษเปิดโอกาสที่น่าตื่นเต้น - ความสามารถในการถ่ายโอนไฟฟ้าและพลังงานได้อย่างรวดเร็วโดยสูญเสียน้อยที่สุดในระยะทางหลายพันกิโลเมตรจากภูมิภาคที่อุดมด้วยพลังงานของประเทศไปยังพื้นที่ที่ขาดแคลนพลังงาน
สายส่งไฟฟ้า "latitudinal" เส้นแรกของโลกคือการเชื่อมต่อระบบไฟฟ้าที่เป็นเอกภาพทั้งห้าระบบของสหภาพโซเวียต - ไซบีเรีย คาซัคสถาน เทือกเขาอูราล แม่น้ำโวลก้า และศูนย์กลาง สายส่งไฟฟ้าไซบีเรีย-คาซัคสถาน-อูราลถูกสร้างขึ้นและนำไปใช้งานเป็นขั้นตอน
เมื่อวันที่ 24 มีนาคม พ.ศ. 2520 คณะกรรมการกลางของ CPSU และคณะรัฐมนตรีของสหภาพโซเวียตได้มีมติรับรองหมายเลข 243 “ ในการสร้างศูนย์เชื้อเพลิงและพลังงาน Ekibastuz และการก่อสร้างสายส่งไฟฟ้ากระแสตรง 1,500 kV Ekibastuz- ศูนย์." ความละเอียดนี้จัดให้มีการพัฒนาที่ซับซ้อนยิ่งขึ้นของเชื้อเพลิงและพลังงานและการดำเนินโครงการพลังงานของสหภาพโซเวียตซึ่งคาซัคสถานคาดว่าจะมีบทบาทสำคัญในภาคพลังงานของสหภาพโซเวียตในปีต่อ ๆ ไป ในเวลานั้นคาซัคสถานอยู่ในอันดับที่สามในบรรดาสาธารณรัฐสหภาพโซเวียตในด้านการผลิตไฟฟ้า
เมื่อคำนึงถึงปริมาณสำรองถ่านหินจำนวนนับไม่ถ้วนและขนาดการผลิต จึงได้ตัดสินใจสร้างโรงไฟฟ้าพลังความร้อนขนาดใหญ่ใน Ekibastuz ใกล้กับเหมืองแบบเปิดเพื่อลดต้นทุนการขนส่งถ่านหินให้เหลือน้อยที่สุด ด้วยการว่าจ้างหน่วยไฟฟ้าที่โรงไฟฟ้าในเขตของรัฐที่กำลังก่อสร้างคาซัคสถานไม่เพียง แต่จัดหาไฟฟ้าให้กับเศรษฐกิจของสาธารณรัฐอย่างเต็มที่เท่านั้น แต่ยังมีโอกาสที่จะส่งไฟฟ้าไปยังภูมิภาคอื่น ๆ ของอดีตสหภาพโซเวียตอีกด้วย
เพื่อจุดประสงค์เหล่านี้ มีการตัดสินใจสร้างสายไฟ 500 kV และสายส่งไฟฟ้าแรงสูงพิเศษพิเศษ 1,150 กิโลโวลต์ กระแสสลับ Ekibastuz-Ural ที่มีความยาว 900 กม. พร้อมสถานีย่อยใน Ekibastuz, Kokchetav, Kustanay และ Kustanay- ส่วน Chelyabinsk ที่มีความยาว 300 กม. โดยใช้งานชั่วคราวสำหรับแรงดันไฟฟ้า 500 kV
การศึกษาความเป็นไปได้ของการส่งกำลัง 1150 ดำเนินการโดยแผนกส่งทางไกลของสถาบัน Energosetproekt การพัฒนาเอกสารการออกแบบและการประมาณการดำเนินการโดยสถาบันเดียวกัน
ผู้รับเหมาทั่วไปสำหรับการก่อสร้างระบบส่งกำลังคือ Spetssetstroy trust สำหรับ HV-1150 kV สำหรับการก่อสร้างสถานีย่อย Ekibastuzskaya 1150 kV - ความไว้วางใจ Ekibastuzenergostroy สำหรับการก่อสร้างสถานีย่อยใน Kokchetav, Kustanai และ Chelyabinsk - Yuzhuralenergostroy trust
ศูนย์และสถาบันวิจัยหลายสิบแห่งมีส่วนร่วมในการพัฒนาอุปกรณ์สำหรับการส่งกำลังที่มีลักษณะเฉพาะ ตัวอย่างเช่น autotransformers AODCT-66700 ได้รับการพัฒนาและผลิตโดย NPO Zaporozhtransformator เครื่องปฏิกรณ์แบบ Shunt RODTs-300000/1150 - โรงงานในมอสโก "Electrosila" เบรกเกอร์วงจรอากาศ VNV-1150 ได้รับการพัฒนาโดย NPO "Uralelektrotyazhmash" ลวดกลวงสำหรับบัสบาร์ของอุปกรณ์ ORU-1150 ผลิตโดยโรงงานไฟฟ้าเทคนิคมอสโกของ USSR Academy of Sciences โดยความร่วมมือกับสถาบัน วิศวกรไฟฟ้า และคนงานจากอุตสาหกรรมอื่น ๆ สำหรับการส่งกำลัง ได้มีการสร้างวัสดุสัมผัสและฉนวนประเภทใหม่ อุปกรณ์ป้องกันรีเลย์ อุปกรณ์อัตโนมัติและอุปกรณ์สื่อสาร ออกแบบมาเพื่อให้ปราศจากความล้มเหลวและ ทำงานที่ยาวนานส่วนประกอบและชุดประกอบภายใต้ภาระที่สูงมาก
การก่อสร้างสายเหนือศีรษะ 1150 kV ดำเนินการโดยเสากลเคลื่อนที่หลายเสาและอยู่ข้างหน้าการก่อสร้างสถานีย่อย การก่อสร้างสถานีไฟฟ้าย่อยแห่งแรกในสี่สถานีเริ่มต้นโดยผู้รับเหมาทั่วไป SUEK หัวหน้า Yu.A. Kazantsev เพื่อเพิ่มอุตสาหกรรมและลดเวลาการก่อสร้าง สถาบันการออกแบบได้นำการออกแบบที่ได้รับการปรับปรุงมาใช้โดยการประกอบชิ้นส่วนแต่ละชิ้น ณ สถานที่ประกอบ
แนวปฏิบัติที่มีอยู่ของการก่อสร้างสถานีย่อยที่สถานีย่อย 1150 kV ในขณะนั้นเป็นสิ่งที่ยอมรับไม่ได้ เนื่องจากอุปกรณ์ไฟฟ้าที่เติมน้ำมันที่ติดตั้งบนไซต์มีน้ำหนักมากกว่า 500 ตัน โครงสร้างโลหะของพอร์ทัลเชิงเส้นและเซลลูล่าร์มีน้ำหนักมากถึง 30 ตันและติดตั้งที่ความสูง 40 เมตรขึ้นไปโดยมีขนาดที่สำคัญ
สำหรับการติดตั้งผู้รับเหมาใช้อุปกรณ์ยกแบบเคลื่อนที่ขั้นสูงในขณะนั้น เครน "Kato", "Dnepr", "Yanvarets", DEK-50, แพลตฟอร์มทางอากาศ "Magirus-Bronto-33", AGP-22 เป็นต้น
การใช้อุปกรณ์ที่กล่าวมาข้างต้นในสภาพพื้นที่คับแคบ ผู้สร้างและผู้ติดตั้งจะต้องชาญฉลาดในการจัดการการทำงานของกลไกต่างๆ โดยปราศจากปัญหา
เนื่องจากมีเครื่องจักรจำนวนมากในสถานที่ก่อสร้าง จึงใช้วงจรวงแหวนสำหรับจ่ายไฟชั่วคราวได้สำเร็จ ซึ่งช่วยลดการขาดการเชื่อมต่อและความเสียหายต่อสายไฟเมื่อเคลื่อนย้ายเครื่องจักร
เพื่อประสานงานกิจกรรมข้างต้นกลุ่มการออกแบบโดยละเอียดของสาขาโอเดสซาของสถาบัน Orgenergostroy (นำโดย V.H. Kim) ทำงานใน Ekibastuz ซึ่งพัฒนาโครงการสำหรับการผลิตงานเกี่ยวกับกระบวนการทางเทคโนโลยีการติดตั้ง โครงสร้างอาคารและอุปกรณ์
งานจำนวนมากในการติดตั้งโครงสร้างโลหะของสวิตช์เกียร์กลางแจ้ง - 500 kV และสวิตช์เกียร์กลางแจ้ง - 1150 kV ดำเนินการโดยไซต์ภายใต้การนำของ A.V. เพลงของ Elektrosredazmontazh ไว้วางใจ ติดตั้งและตรวจสอบอุปกรณ์เติมน้ำมันทั้งหมด
ส่วนที่นำโดย M.E. Semenov ของความไว้วางใจเดียวกัน
งานก่อสร้างและติดตั้งการวางถาดและช่องสัญญาณเคเบิล การติดตั้งชั้นวาง USO การสร้างถนนและทางแยกดำเนินการโดย SUEK (ผู้จัดการไซต์ V.I. Veselov)
ในแง่ของอุปกรณ์ทางเทคนิค PS-1150 kV ซึ่งเป็นบุตรหัวปีของอุตสาหกรรมไฟฟ้าแรงสูงพิเศษของคาซัคสถานเป็นโครงสร้างที่มีเอกลักษณ์เฉพาะที่ไม่มีระบบอะนาล็อกในโลก อุปกรณ์ที่สถานีย่อย 1150 kV ถือว่ามีความซับซ้อนทางเทคนิคในการใช้งานและจำเป็นต้องมีบุคลากรปฏิบัติการ ความรู้พิเศษและมีทัศนคติพิเศษต่องานของคุณ Yu.N. มีคุณสมบัติเหล่านี้อย่างแม่นยำ ปาคูลิน ผู้จัดการสถานีไฟฟ้าย่อย L.R. Besedin รองหัวหน้า PS, G.I. พิลิยูกิน ช่างซ่อมสวิตช์แอร์ เจ้าหน้าที่ปฏิบัติการและจัดส่ง - N.I. ต๊อกมันต์เซตซา, ไอ.พี. Dolgov, E.N. Obko, A.V. อักษิณ. วิศวกรชั้นนำของกลุ่มการป้องกันการถ่ายทอดและระบบอัตโนมัติ A.N. ยูคโน ไอที Fink, K. Ergaliev - ช่างไฟฟ้าสำหรับตรวจสอบและปรับแต่งอุปกรณ์ที่เติมน้ำมัน ฯลฯ การทำงานอย่างต่อเนื่องของผู้รับเหมาที่ทำงานตลอดเวลาได้รับการดูแลโดยสำนักงานใหญ่การก่อสร้างซึ่งนำโดยหัวหน้าวิศวกรของ Ekibastuzenergostroy ไว้วางใจ M. Barkovsky
ในช่วงก่อนการเปิดตัว เป็นเวลานานแล้วที่กลุ่มผู้เชี่ยวชาญชั้นนำของสมาคม นำโดยหัวหน้าวิศวกรของสมาคมการผลิตระบบส่งกำลังระยะไกล O.A. อาศัยอยู่จริงที่ไซต์ของสถานีย่อย 1150 kV นิกิติน. หลังจากการทำงานหนักเป็นเวลาสี่ปีโดยองค์กรโรงงานรับเหมา ทดสอบการใช้งาน และอุปถัมภ์ที่เกี่ยวข้องกับการสร้างสถานีย่อยที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัว ในวันสุดท้ายของเดือนกรกฎาคม 1985 ถือเป็นครั้งแรกในการปฏิบัติงานระดับโลก แรงดันไฟฟ้าถูกนำไปใช้กับอุปกรณ์ที่เป็นเอกลักษณ์ของ Ekibastuz สถานีย่อย 1150 kV มีไว้สำหรับส่งกระแสไฟฟ้าตามสาย Ekibastuz-Ural ไปยังสถานีย่อยใน Kokchetav การทดสอบทางอุตสาหกรรมในระยะแรกของสะพานพลังงานที่ใหญ่ที่สุดได้เริ่มขึ้นแล้ว
เป็นครั้งแรกในการปฏิบัติการบริโภคทางอุตสาหกรรมของโลกที่ได้รับกระแสไฟฟ้าสลับไฟฟ้าแรงสูงพิเศษขนาด 1150 kV
เพื่อเป็นเกียรติแก่เหตุการณ์นี้ การชุมนุมจึงถูกจัดขึ้นในอาณาเขตของสถานีย่อย 1150 kV โดยมีประชาชนในเมืองมีส่วนร่วม
ภาพถ่ายนี้บันทึกช่วงเวลาแห่งการส่งมอบกุญแจสัญลักษณ์จากผู้สร้างให้กับผู้ปฏิบัติงาน ภาพถ่ายโดย B. KIRICHEK ผู้เข้าร่วมในการก่อสร้างระบบส่งกำลังไฟฟ้ากระแสสลับ 1150 kV Ekibastuz-Ural
ดังนั้นในปี 1987 ส่วนหนึ่งของสายนี้จาก Ekibastuz ถึง Chebarkul จึงได้รับการว่าจ้างโดยมีความยาว 432 กิโลเมตรที่ระดับแรงดันไฟฟ้า 1,150 kV ไม่มีสายอื่นใดในโลกที่สามารถทำงานที่ไฟฟ้าแรงสูงเช่นนี้ได้ ไซต์ดังกล่าวควรจะจ่ายพลังงานจากโรงไฟฟ้าเขตรัฐ Ekibastuz สองแห่งที่สร้างขึ้นไปยังสถานีย่อย 1150 kV ใน Chebarkul ชื่อผู้จัดส่ง: Kostanay-Chelyabinsk แบนด์วิธสายถึง 5,500 เมกะวัตต์
วางสายจาก Ekibastuz ผ่าน Kokchetaev และ Kustanai ไปจนถึง Chelyabinsk สายไฟ -1150 เชื่อมต่อระบบไฟฟ้าของคาซัคสถานและรัสเซีย ความสูงเฉลี่ยของเส้นรองรับคือ 45 เมตร น้ำหนักของตัวนำประมาณ 50 ตัน
สายส่งไฟฟ้าแรงสูงพิเศษ "ไซบีเรีย-เซ็นเตอร์" ที่มีแรงดันไฟฟ้าออกแบบ 1,150 กิโลโวลต์ ส่งผลให้ประเทศเสียหาย 1.3 ล้านล้าน รูเบิล ในเวลาเดียวกัน การก่อสร้างสายส่งไฟฟ้ากระแสตรง 1,500 kV จาก Ekibastuz ไปยัง Center กำลังดำเนินการอยู่
ในอาณาเขตของคาซัคสถาน สายส่งไฟฟ้า Ekibastuz-Kokchetav-Kustanai ขนาด 1,150 kV ทำงานที่แรงดันไฟฟ้าพิกัด 1,150 kV ตั้งแต่ปี 1988 ถึง 1991
มีการวางแผนการก่อสร้างสายไฟ "latitudinal" ขนาด 1,150 และ 1,500 kV ให้แล้วเสร็จในปี 1995 แต่เนื่องจากการล่มสลายของสหภาพโซเวียตโครงการจึงยังไม่เสร็จ เส้นทางส่วนใหญ่จบลงที่ "ต่างประเทศ" เนื่องจากระยะทางประมาณ 1,400 จาก 1,900 กม. ของเส้นทาง Barnaul-Ekibastuz-Kokchetav-Kustanai-Chelyabinsk ตั้งอยู่ในคาซัคสถาน
“เส้นถูกสร้างขึ้น แต่เราไม่เคยต้องใช้มันเพื่อชดใช้เงินที่ใช้ไป ประการแรก ในระหว่างการล่มสลายของสหภาพโซเวียต โรงไฟฟ้าทั้งสองแห่งใน Ekibastuz หยุดทำงาน และถูกขายให้กับชาวอเมริกันโดยพื้นฐานแล้วเป็นเศษโลหะ จากนั้นจึงรื้อเส้นในส่วนที่ผ่านคาซัคสถาน และส่วนตั้งแต่ Petropavlovsk ถึง Chebarkul ทำงานที่แรงดันไฟฟ้า 500 กิโลโวลต์และแทบไม่มีการขนถ่าย แต่แว่นตาสนับสนุนอยู่ที่นั่น”รองผู้จัดการของ Chelyabenergo Vladimir Mikhailovich Kozlov
ในปี 2012 Oleg Deripaska ได้ประกาศความตั้งใจของ En+ ที่จะรื้อฟื้นโครงการเพื่อสร้างสะพานพลังงานไซบีเรีย-คาซัคสถาน-อูราลโดยใช้สายไฟฟ้าแรงสูงพิเศษ
เนื้อหา:
เสาหลักประการหนึ่งของอารยธรรมสมัยใหม่คือการจัดหาไฟฟ้า บทบาทสำคัญคือสายส่งไฟฟ้า ไม่ว่าระยะทางในการสร้างสิ่งอำนวยความสะดวกจากผู้บริโภคปลายทางจะเป็นอย่างไร จำเป็นต้องใช้ตัวนำขยายเพื่อเชื่อมต่อสิ่งอำนวยความสะดวกเหล่านั้น ต่อไปเราจะพูดถึงรายละเอียดเพิ่มเติมว่าตัวนำเหล่านี้เรียกว่าสายไฟคืออะไร
สายไฟเหนือศีรษะมีกี่ประเภท?
สายไฟที่ติดกับส่วนรองรับนั้นเป็นสายไฟเหนือศีรษะ วันนี้มีวิธีการส่งกระแสไฟฟ้าในระยะทางไกลสองวิธี ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับและแรงดันไฟฟ้าโดยตรง การส่งกระแสไฟฟ้าที่แรงดันไฟฟ้าคงที่ยังพบได้น้อยกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่ากระแสตรงนั้นไม่ได้ถูกสร้างขึ้น แต่ได้มาจากกระแสสลับ
ด้วยเหตุนี้เพิ่มเติม รถยนต์ไฟฟ้า- และพวกมันเริ่มปรากฏให้เห็นค่อนข้างเร็ว ๆ นี้ เนื่องจากมีพื้นฐานมาจากพลัง อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์- เซมิคอนดักเตอร์ดังกล่าวปรากฏขึ้นเมื่อ 20-30 ปีที่แล้วนั่นคือประมาณทศวรรษที่ 90 ของศตวรรษที่ยี่สิบ ด้วยเหตุนี้เมื่อก่อนจึงได้มีการสร้างสิ่งเหล่านี้ไว้แล้ว ปริมาณมากสายไฟเอซี ความแตกต่างระหว่างสายไฟแสดงอยู่ด้านล่างในแผนผัง
ความสูญเสียครั้งใหญ่ที่สุดเกิดจาก ความต้านทานที่ใช้งานอยู่วัสดุลวด ไม่ว่ากระแสจะตรงหรือกระแสสลับก็ตาม เพื่อเอาชนะแรงดันไฟฟ้าที่จุดเริ่มต้นของการส่งสัญญาณจะเพิ่มขึ้นให้มากที่สุด ทะลุระดับหนึ่งล้านโวลต์ไปแล้ว เครื่องกำเนิดไฟฟ้า G จ่ายสายไฟ AC ผ่านหม้อแปลง T1 และเมื่อสิ้นสุดการส่งสัญญาณแรงดันไฟฟ้าจะลดลง สายไฟจ่ายโหลด H ผ่านหม้อแปลง T2 หม้อแปลงไฟฟ้าเป็นเครื่องมือแปลงแรงดันไฟฟ้าที่ง่ายและน่าเชื่อถือที่สุด
ผู้อ่านที่มีความรู้เพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับแหล่งจ่ายไฟมักจะมีคำถามเกี่ยวกับความหมายของการส่งพลังงานไฟฟ้ากระแสตรง และเหตุผลก็คือเศรษฐกิจล้วนๆ - การส่งกระแสไฟฟ้ากระแสตรงในสายไฟนั้นช่วยประหยัดได้มาก:
- เครื่องกำเนิดไฟฟ้าผลิตแรงดันไฟฟ้าสามเฟส ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้สายไฟสามเส้นเสมอสำหรับแหล่งจ่ายไฟ AC และสำหรับกระแสตรงกำลังทั้งหมดของทั้งสามเฟสสามารถส่งผ่านสายไฟสองเส้นได้ และเมื่อใช้สายดินเป็นตัวนำทีละเส้น ดังนั้น การประหยัดค่าวัสดุเพียงอย่างเดียวจึงเป็นประโยชน์ต่อสายไฟ DC ถึงสามเท่า
- เครือข่ายไฟฟ้ากระแสสลับเมื่อรวมเป็นหนึ่งเดียว ระบบทั่วไปต้องมีเฟสเดียวกัน (การซิงโครไนซ์) ซึ่งหมายความว่าค่าแรงดันไฟฟ้าทันทีในเครือข่ายไฟฟ้าที่เชื่อมต่อจะต้องเท่ากัน มิฉะนั้นจะมีความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นระหว่างเฟสที่เชื่อมต่อของเครือข่ายไฟฟ้า ผลที่ตามมาของการเชื่อมต่อโดยไม่มีเฟส เกิดอุบัติเหตุที่เทียบเท่ากับการลัดวงจรได้ นี่ไม่ใช่เรื่องปกติสำหรับโครงข่ายไฟฟ้ากระแสตรงเลย สิ่งที่สำคัญสำหรับพวกเขาก็คือ แรงดันไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพในช่วงเวลาของการเชื่อมต่อ
- วงจรไฟฟ้าที่ทำงานด้วยไฟฟ้ากระแสสลับมีลักษณะเฉพาะคืออิมพีแดนซ์ซึ่งสัมพันธ์กับการเหนี่ยวนำและความจุ สายไฟ AC ก็มีอิมพีแดนซ์ด้วย ยิ่งเส้นยาวเท่าใด ความต้านทานและความสูญเสียที่เกี่ยวข้องก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น สำหรับวงจรไฟฟ้ากระแสตรง ไม่มีแนวคิดเรื่องอิมพีแดนซ์ รวมถึงการสูญเสียที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่ กระแสไฟฟ้า.
- ดังที่ได้กล่าวไว้แล้วในย่อหน้าที่ 2 เพื่อความเสถียรในระบบไฟฟ้า เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจำเป็นต้องซิงโครไนซ์ แต่ยิ่งระบบทำงานด้วยไฟฟ้ากระแสสลับที่มีขนาดใหญ่ขึ้นและตามจำนวนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าก็จะทำให้การซิงโครไนซ์ทำได้ยากยิ่งขึ้น และสำหรับระบบไฟฟ้ากระแสตรง เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจำนวนเท่าใดก็ได้จะทำงานได้ตามปกติ
เนื่องจากในปัจจุบันไม่มีเซมิคอนดักเตอร์หรือระบบอื่นที่ทรงพลังเพียงพอที่จะแปลงแรงดันไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้ สายไฟส่วนใหญ่ยังคงทำงานโดยใช้ไฟฟ้ากระแสสลับ ด้วยเหตุผลนี้ เราจะเน้นไปที่สิ่งเหล่านั้นเท่านั้นเพิ่มเติม
อีกประเด็นในการจำแนกสายไฟคือจุดประสงค์ ในเรื่องนี้เส้นจะแบ่งออกเป็น
- ยาวมาก
- สายหลัก
- การกระจาย
การออกแบบของพวกเขามีความแตกต่างกันโดยพื้นฐานเนื่องจากค่าแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกัน ดังนั้นในสายไฟฟ้าระยะไกลพิเศษซึ่งกำลังก่อตัวเป็นระบบจึงใช้แรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่มีอยู่ในขั้นตอนการพัฒนาเทคโนโลยีปัจจุบัน ค่า 500 kV เป็นค่าขั้นต่ำสำหรับพวกเขา สิ่งนี้อธิบายได้ด้วยระยะห่างที่สำคัญจากโรงไฟฟ้าพลังสูงซึ่งแต่ละแห่งเป็นพื้นฐานของระบบพลังงานที่แยกจากกัน
มีเครือข่ายการจัดจำหน่ายของตนเองซึ่งมีหน้าที่จัดหา กลุ่มใหญ่ผู้บริโภคขั้นสุดท้าย เชื่อมต่อกับสถานีไฟฟ้าย่อยที่มีแรงดันไฟฟ้า 220 หรือ 330 kV ที่ด้านสูง สถานีย่อยเหล่านี้เป็นผู้บริโภคขั้นสุดท้ายสำหรับสายไฟหลัก เนื่องจากการไหลของพลังงานอยู่ใกล้กับการตั้งถิ่นฐานอยู่แล้ว ความตึงเครียดจึงต้องลดลง
การจ่ายไฟฟ้าจะดำเนินการโดยสายไฟที่มีแรงดันไฟฟ้า 20 และ 35 kV สำหรับภาคที่อยู่อาศัยรวมถึง 110 และ 150 kV สำหรับโรงงานอุตสาหกรรมที่ทรงพลัง จุดต่อไปในการจำแนกสายไฟคือตามระดับแรงดันไฟฟ้า ด้วยคุณสมบัตินี้ สายไฟจึงสามารถระบุได้ด้วยสายตา แต่ละระดับแรงดันไฟฟ้ามีฉนวนที่สอดคล้องกัน การออกแบบของพวกเขาคือการระบุสายไฟ ฉนวนทำโดยการเพิ่มจำนวนถ้วยเซรามิกตามแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้น และคลาสเป็นกิโลโวลต์ (รวมถึงแรงดันไฟฟ้าระหว่างเฟสที่ใช้สำหรับประเทศ CIS) มีดังนี้:
- 1 (380 โวลต์);
- 35 (6, 10, 20);
- 110…220;
- 330…750 (500);
- 750 (1150).
นอกจากฉนวนแล้วยังมีลักษณะเด่นคือสายไฟ เมื่อแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้น ผลของการปล่อยโคโรนาทางไฟฟ้าจะเด่นชัดมากขึ้น ปรากฏการณ์นี้ทำให้สิ้นเปลืองพลังงานและลดประสิทธิภาพของแหล่งจ่ายไฟ ดังนั้น เพื่อลดการปล่อยโคโรนาด้วยแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้น เริ่มต้นจาก 220 kV จึงมีการใช้สายขนาน - หนึ่งเส้นต่อทุกๆ ประมาณ 100 kV เส้นเหนือศีรษะ (OHL) บางส่วนของคลาสแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันแสดงไว้ด้านล่างในภาพ:
ส่วนรองรับสายไฟและองค์ประกอบที่มองเห็นได้อื่นๆ
เพื่อให้แน่ใจว่าลวดถูกยึดอย่างแน่นหนา จึงมีการใช้ตัวรองรับ ในกรณีที่ง่ายที่สุด สิ่งเหล่านี้คือเสาไม้ แต่การออกแบบนี้ใช้ได้กับสายที่มีขนาดไม่เกิน 35 kV เท่านั้น และด้วยมูลค่าไม้ที่เพิ่มขึ้น คอนกรีตเสริมเหล็กจึงถูกนำมาใช้มากขึ้นในระดับความเครียดนี้ เมื่อแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้น สายไฟจะต้องยกสูงขึ้นและมีระยะห่างระหว่างเฟสมากขึ้น เมื่อเปรียบเทียบแล้ว การสนับสนุนจะมีลักษณะดังนี้:
โดยทั่วไปแล้ว การสนับสนุนจะเป็นหัวข้อแยกต่างหากซึ่งค่อนข้างกว้างขวาง ด้วยเหตุนี้ เราจะไม่เจาะลึกรายละเอียดหัวข้อการรองรับสายส่งไฟฟ้าที่นี่ แต่เพื่อแสดงให้ผู้อ่านเห็นโดยย่อและกระชับเราจะแสดงภาพ:
เพื่อสรุปข้อมูลเกี่ยวกับสายไฟเหนือศีรษะ ให้เราพูดถึงสิ่งเหล่านั้น องค์ประกอบเพิ่มเติมซึ่งพบอยู่บนฐานรองรับและมองเห็นได้ชัดเจน นี้
- ระบบป้องกันฟ้าผ่า,
- เช่นเดียวกับเครื่องปฏิกรณ์
นอกจากองค์ประกอบที่ระบุไว้แล้ว ยังมีอีกหลายองค์ประกอบที่ใช้ในสายส่งไฟฟ้า แต่ปล่อยให้พวกเขาอยู่นอกขอบเขตของบทความและไปยังสายเคเบิล
สายเคเบิ้ล
อากาศเป็นฉนวน รายการค่าโสหุ้ยจะขึ้นอยู่กับคุณสมบัตินี้ แต่มีวัสดุฉนวนอื่นที่มีประสิทธิภาพมากกว่า การใช้งานทำให้สามารถลดระยะห่างระหว่างตัวนำเฟสได้อย่างมาก แต่ราคาของสายเคเบิลดังกล่าวสูงมากจนไม่ต้องสงสัยเลยว่าจะใช้แทนสายไฟเหนือศีรษะ ด้วยเหตุนี้จึงมีการวางสายเคเบิลในบริเวณที่มีปัญหากับเส้นเหนือศีรษะ
เป็นตัวแทนของวิสัยทัศน์ในการเปลี่ยนยุโรปไปสู่พลังงานทดแทน พื้นฐานของ "พลังงานสีเขียว" ของสหภาพยุโรปคือการเป็นโรงไฟฟ้าพลังความร้อนที่มีความเข้มข้น พลังงานแสงอาทิตย์ซึ่งตั้งอยู่ในทะเลทรายซาฮารา สามารถกักเก็บพลังงานได้อย่างน้อยสำหรับการบริโภคสูงสุดในช่วงเย็น เมื่อแผงเซลล์แสงอาทิตย์แบบเดิมไม่ทำงานอีกต่อไป คุณลักษณะของโครงการคือการเป็นสายส่งไฟฟ้า (PTL) ที่ทรงพลังที่สุดสำหรับหลายสิบกิกะวัตต์ในระยะทาง 2 ถึง 5,000 กม.
SPP ประเภทนี้จะกลายเป็นภาคพลังงานหมุนเวียนหลักของยุโรป
โครงการนี้กินเวลาประมาณ 10 ปี และจากนั้นก็ถูกละทิ้งไปจากข้อกังวลของผู้ก่อตั้ง เนื่องจากความเป็นจริงของพลังงานสีเขียวของยุโรปกลับกลายเป็นสิ่งที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงและน่าเบื่อหน่ายมากขึ้น - การผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ของจีนและการผลิตลมภาคพื้นดินที่ตั้งอยู่ในยุโรปเอง และแนวคิดนี้ การยืดขยายทางหลวงพลังงานผ่านลิเบียและซีเรียถือเป็นแง่ดีเกินไป
สายไฟที่วางแผนไว้ภายใน Desertec: สามทิศทางหลักที่มีความจุ 3x10 กิกะวัตต์ (ในภาพอีกอันหนึ่ง เวอร์ชันที่อ่อนแอกับ 3x5) และสายเคเบิลใต้น้ำหลายสาย
อย่างไรก็ตาม สายส่งไฟฟ้าที่ทรงพลังเกิดขึ้นในโครงการ Desertec ไม่ใช่โดยบังเอิญ (เป็นเรื่องตลกที่พื้นที่ใต้สายไฟในโครงการมีขนาดใหญ่กว่าพื้นที่ใต้โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ ) - นี่คือหนึ่งในเทคโนโลยีสำคัญที่สามารถช่วยให้การผลิตพลังงานหมุนเวียนเติบโตอย่างล้นหลาม และในทางกลับกัน: ในกรณีที่ไม่มีเทคโนโลยีสำหรับการส่งพลังงานในระยะทางไกล แหล่งพลังงานหมุนเวียนก็มีแนวโน้มที่จะถึงวาระที่จะไม่มีส่วนแบ่ง มากกว่า 30-40% ในภาคพลังงานของยุโรป
การทำงานร่วมกันร่วมกันของสายไฟข้ามทวีปและแหล่งพลังงานหมุนเวียนค่อนข้างชัดเจนในแบบจำลอง (เช่นในแบบจำลอง LUT ขนาดยักษ์และในแบบจำลองของ Vyacheslav Laktyushin): การรวมกันของพื้นที่สร้างลมหลายแห่งซึ่งตั้งอยู่ที่ 1-2- ทำลายล้างกันห่างกัน 3 พันกิโลเมตร ความสัมพันธ์ข้ามระดับการผลิต (อันตรายจากความล้มเหลวทั่วไป) และปรับปริมาณพลังงานที่เข้าสู่ระบบให้เท่ากัน คำถามเดียวคือมีค่าใช้จ่ายเท่าใดและมีความสูญเสียเท่าใดในการส่งพลังงานในระยะทางดังกล่าว คำตอบนั้นขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีที่แตกต่างกัน ซึ่งในปัจจุบันมีสามเทคโนโลยีหลัก: การส่งผ่านด้วยไฟฟ้ากระแสสลับ กระแสตรง และลวดตัวนำยิ่งยวด แม้ว่าการแบ่งส่วนนี้จะไม่ถูกต้องเล็กน้อย (ตัวนำยิ่งยวดอาจมีกระแสสลับและกระแสตรง) แต่ด้วย จุดระบบมุมมองนั้นถูกต้องตามกฎหมาย
อย่างไรก็ตามเทคโนโลยีในการส่งสัญญาณ ไฟฟ้าแรงสูงในความคิดของฉัน เป็นหนึ่งในรูปลักษณ์ที่มหัศจรรย์ที่สุด ภาพแสดงสถานีวงจรเรียงกระแส 600 kV
อุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้าแบบดั้งเดิมตั้งแต่แรกเริ่มเดินตามเส้นทางการรวมการผลิตไฟฟ้าโดยใช้สายไฟฟ้าแรงสูงกับไฟฟ้ากระแสสลับ จนไปถึงสายไฟฟ้าขนาด 750-800 กิโลโวลต์ในยุค 70 สามารถส่งพลังงานได้ 2-3 กิกะวัตต์ สายไฟดังกล่าวได้มาถึงขีดจำกัดแล้ว เครือข่ายแบบคลาสสิกกระแสสลับ: ในด้านหนึ่งเนื่องจากข้อ จำกัด ของระบบที่เกี่ยวข้องกับความซับซ้อนของการซิงโครไนซ์เครือข่ายที่มีความยาวหลายพันกิโลเมตรและความปรารถนาที่จะแบ่งพวกมันออกเป็นส่วนพลังงานที่เชื่อมต่อกันด้วยสายความปลอดภัยที่ค่อนข้างเล็กและในทางกลับกันเนื่องจาก เพื่อเพิ่ม พลังงานปฏิกิริยาและการสูญเสียของเส้นดังกล่าว (เนื่องจากการเหนี่ยวนำของเส้นและการคัปปลิ้งแบบคาปาซิทีฟกับพื้นเพิ่มขึ้น)
นี่ไม่ใช่ภาพทั่วไปในภาคพลังงานของรัสเซียในขณะที่เขียน แต่โดยปกติแล้วจะไหลระหว่างภูมิภาคไม่เกิน 1-2 GW
อย่างไรก็ตามการปรากฏตัวของระบบพลังงานในยุค 70-80 ไม่จำเป็นต้องใช้สายไฟที่ทรงพลังและระยะไกล - การย้ายโรงไฟฟ้าใกล้กับผู้บริโภคมักจะสะดวกกว่าและข้อยกเว้นเพียงอย่างเดียวคือแหล่งพลังงานหมุนเวียนในขณะนั้น - การผลิตพลังน้ำ .
โรงไฟฟ้าพลังน้ำ และโดยเฉพาะโครงการโรงไฟฟ้าพลังน้ำ Itaipu ของบราซิลในช่วงกลางทศวรรษที่ 1980 นำไปสู่การเกิดขึ้นของแชมป์คนใหม่ในด้านการส่งกระแสไฟฟ้าในวงกว้าง - สายไฟกระแสตรง พลังของลิงค์บราซิลคือ 2x 3150 MW ที่แรงดันไฟฟ้า +-600 kV ในระยะ 800 กม. โครงการนี้ดำเนินการโดย ABB กำลังการผลิตดังกล่าวยังใกล้จะถึงสายไฟ AC ที่มีอยู่แล้ว แต่การสูญเสียที่มากกว่านั้นจ่ายให้กับโครงการเมื่อแปลงเป็นไฟฟ้ากระแสตรง
โรงไฟฟ้าพลังน้ำ Itaipu ที่มีกำลังการผลิต 14 GW ยังคงเป็นโรงไฟฟ้าพลังน้ำที่ใหญ่เป็นอันดับสองของโลก พลังงานที่สร้างขึ้นส่วนหนึ่งจะถูกส่งผ่านลิงก์ HVDC ไปยังพื้นที่เซาเปาโลและรีโอเดจาเนโร
การเปรียบเทียบสายไฟกระแสสลับ (AC) และสายไฟตรง (DC) การเปรียบเทียบค่อนข้างส่งเสริมการขายเพราะ... ด้วยกระแสไฟฟ้าเท่ากัน (เช่น 4,000 A) สายไฟ AC ขนาด 800 kV จะมีความจุ 5.5 GW เทียบกับ 6.4 GW สำหรับสายไฟ DC แม้ว่าจะมีการสูญเสียเป็นสองเท่าก็ตาม หากสูญเสียเท่ากัน พลังจะต่างกัน 2 เท่า
การคำนวณการสูญเสียสำหรับตัวเลือกสายส่งไฟฟ้าต่างๆ ที่ควรจะใช้ในโครงการ Desertec
แน่นอนว่ายังมีข้อเสียและที่สำคัญอยู่ ประการแรก กระแสตรงในระบบไฟฟ้ากระแสสลับต้องมีการแก้ไขที่ด้านหนึ่งและ "การม้วนงอ" (เช่น การสร้างคลื่นไซน์ซิงโครนัส) ที่อีกด้านหนึ่ง เมื่อไร เรากำลังพูดถึงประมาณหลายกิกะวัตต์และหลายร้อยกิโลโวลต์ - ดำเนินการโดยใช้อุปกรณ์ที่ไม่สำคัญ (และสวยงามมาก!) ซึ่งมีราคาหลายร้อยล้านดอลลาร์ นอกจากนี้ จนถึงต้นทศวรรษ 2010 สายไฟ DC อาจเป็นได้เฉพาะแบบ "จุดต่อจุด" เท่านั้น เนื่องจากไม่มีสวิตช์ที่เพียงพอสำหรับแรงดันไฟฟ้าและกำลังไฟ DC ดังกล่าว ซึ่งหมายความว่าหากมีผู้บริโภคจำนวนมาก เป็นไปไม่ได้ที่จะตัดหนึ่งในนั้นด้วยการลัดวงจร - เพียงแค่ดับทั้งระบบ ซึ่งหมายความว่าการใช้งานหลักของสายไฟ PT กำลังสูงคือการเชื่อมต่อของพื้นที่พลังงานสองแห่งที่ต้องการกระแสไฟขนาดใหญ่ เมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมา ABB (หนึ่งในสามผู้นำด้านการสร้างอุปกรณ์ HVDC) สามารถสร้างสวิตช์ไทริสเตอร์-กลไกแบบ "ไฮบริด" (คล้ายกับแนวคิดของสวิตช์ ITER) ที่สามารถทำงานได้ดังกล่าว และตอนนี้ อันแรกกำลังถูกสร้างขึ้น สายไฟฟ้าแรงสูงจุดต่อหลายจุด PT ตะวันออกเฉียงเหนือ Angra ในอินเดีย
สวิตช์ไฮบริด ABB ไม่แสดงออกเพียงพอ (และไม่ค่อยสว่างนัก) แต่มีวิดีโออินเดียที่น่าสมเพชเกี่ยวกับการประกอบสวิตช์เชิงกลสำหรับ 1200 kV ซึ่งเป็นเครื่องจักรที่น่าประทับใจ!
อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีพลังงาน DC ได้รับการพัฒนาและมีราคาถูกกว่า (ส่วนใหญ่ต้องขอบคุณการพัฒนาเซมิคอนดักเตอร์กำลัง) และจากการกำเนิดของการผลิตพลังงานหมุนเวียนระดับกิกะวัตต์ ทำให้พร้อมที่จะเริ่มเชื่อมต่อโรงไฟฟ้าพลังน้ำและฟาร์มกังหันลมที่ทรงพลังจากระยะไกลกับผู้บริโภค โดยเฉพาะอย่างยิ่งหลายโครงการดังกล่าวได้ถูกนำมาใช้ใน ปีที่ผ่านมาในประเทศจีนและอินเดีย
อย่างไรก็ตาม แนวคิดนี้ยังไปไกลกว่านั้น ในหลายรุ่น ความสามารถในการส่งกำลังของสายไฟ DC ใช้เพื่อปรับระดับความแปรปรวนของ RES ซึ่งก็คือ ปัจจัยที่สำคัญที่สุดบนเส้นทางสู่การนำแหล่งพลังงานหมุนเวียน 100% ในระบบพลังงานขนาดใหญ่ นอกจากนี้ แนวทางนี้ได้ถูกนำมาใช้ในทางปฏิบัติแล้ว: เราสามารถยกตัวอย่างการเชื่อมโยงระหว่างเยอรมนี-นอร์เวย์ขนาด 1.4 กิกะวัตต์ ซึ่งออกแบบมาเพื่อชดเชยความแปรปรวนของการผลิตลมของเยอรมันโดยโรงไฟฟ้ากักเก็บแบบสูบและโรงไฟฟ้าพลังน้ำของนอร์เวย์ และขนาด 500 เมกะวัตต์ การเชื่อมโยงระหว่างออสเตรเลีย-แทสเมเนียจำเป็นในการรักษาระบบพลังงานของแทสเมเนีย (ซึ่งขับเคลื่อนโดยโรงไฟฟ้าพลังน้ำเป็นหลัก) ในสภาวะแห้งแล้ง
เครดิตส่วนใหญ่สำหรับการแพร่กระจายของ HVDC ยังนำไปสู่ความก้าวหน้าในด้านสายเคเบิลด้วย (เนื่องจาก HVDC มักเป็นโครงการทางทะเล) ซึ่งในช่วง 15 ปีที่ผ่านมาได้เพิ่มระดับแรงดันไฟฟ้าที่มีอยู่จาก 400 เป็น 620 kV
อย่างไรก็ตาม การแพร่กระจายเพิ่มเติมถูกขัดขวางโดยทั้งสายไฟที่มีราคาสูงของลำกล้องนี้ (เช่น PT Xinjiang - Anhui สายไฟที่ใหญ่ที่สุดในโลก 10 GW สำหรับ 3,000 กม. จะทำให้ชาวจีนเสียค่าใช้จ่ายประมาณ 5 พันล้านดอลลาร์) และการด้อยพัฒนาของ พื้นที่การผลิตพลังงานทดแทนที่เทียบเท่า ได้แก่ การไม่มีผู้บริโภครายใหญ่เทียบเคียงกับผู้บริโภครายใหญ่ (เช่นยุโรปหรือจีน) ในระยะทางสูงสุด 3-5 พันกิโลเมตร
รวมทั้งต้นทุนสายส่งไฟฟ้าของสาย PT ประมาณ 30% ก็เป็นสถานีแปลงดังกล่าว
อย่างไรก็ตาม จะเกิดอะไรขึ้นหากเทคโนโลยีสายไฟปรากฏในเวลาเดียวกันว่าถูกกว่าและมีการสูญเสียน้อยกว่า (ซึ่งเป็นตัวกำหนดความยาวสูงสุดที่เหมาะสม?) ตัวอย่างเช่น สายไฟที่มีสายเคเบิลตัวนำยิ่งยวด
ตัวอย่างสายเคเบิลตัวนำยิ่งยวดจริงสำหรับโครงการ AMPACITY ตรงกลางมีอดีตที่มีไนโตรเจนเหลวโดยมีลวดตัวนำยิ่งยวด 3 เฟสทำจากเทปที่มีตัวนำยิ่งยวดอุณหภูมิสูงคั่นด้วยฉนวนด้านนอกมีตะแกรงทองแดงอีกช่องหนึ่งที่มีไนโตรเจนเหลวล้อมรอบ โดยฉนวนกันความร้อนหน้าจอสูญญากาศหลายชั้นภายในช่องสูญญากาศและด้านนอก - เปลือกโพลีเมอร์ป้องกัน
แน่นอนว่าโครงการแรกของสายไฟตัวนำยิ่งยวดและการคำนวณทางเศรษฐศาสตร์ไม่ได้ปรากฏในวันนี้หรือเมื่อวาน แต่ในช่วงต้นทศวรรษที่ 60 ทันทีหลังจากการค้นพบตัวนำยิ่งยวด "ทางอุตสาหกรรม" ที่ใช้สารประกอบไนโอเบียมอินเตอร์เมทัลลิก อย่างไรก็ตาม สำหรับเครือข่ายคลาสสิกที่ไม่มีแหล่งพลังงานหมุนเวียน ไม่มีที่สำหรับสายไฟ SP ดังกล่าว - ทั้งจากมุมมองของพลังงานที่สมเหตุสมผลและต้นทุนของสายไฟดังกล่าวและจากมุมมองของปริมาณการพัฒนาที่จำเป็นในการดำเนินการ พวกเขาไปสู่การปฏิบัติ
โครงการเคเบิลตัวนำยิ่งยวดตั้งแต่ปี 1966 - 100 GW ต่อ 1,000 กม. โดยมีการประเมินต้นทุนของชิ้นส่วนไครโอเจนิกและตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าต่ำเกินไปอย่างชัดเจน
ความประหยัดของสายตัวนำยิ่งยวดถูกกำหนดโดยสองปัจจัยหลัก: ต้นทุนของสายเคเบิลตัวนำยิ่งยวดและพลังงานที่สูญเสียไปในการทำความเย็น แนวคิดเริ่มต้นของการใช้สารประกอบไนโอเบียมอินเตอร์เมทัลลิกสะดุดกับต้นทุนการทำความเย็นที่สูงด้วยฮีเลียมเหลว: ชุดประกอบไฟฟ้า "เย็น" ภายในจะต้องเก็บไว้ในสุญญากาศ (ซึ่งไม่ยากนัก) และล้อมรอบด้วยหน้าจอระบายความร้อนเพิ่มเติม ด้วยไนโตรเจนเหลวมิฉะนั้นฟลักซ์ความร้อนที่อุณหภูมิ 4.2 K จะเกินกำลังตู้เย็นที่เหมาะสม “แซนด์วิช” นี้บวกกับการมีระบบทำความเย็นราคาแพงสองระบบในคราวเดียว ฝังความสนใจในสายไฟ SP
การกลับไปสู่แนวคิดนี้เกิดขึ้นจากการค้นพบตัวนำที่มีอุณหภูมิสูงและแมกนีเซียม ไดโบไรด์ MgB2 "อุณหภูมิปานกลาง" การทำความเย็นที่อุณหภูมิ 20 เคลวิน (K) สำหรับไดโบไรด์หรือที่ 70 K (ในเวลาเดียวกัน 70 K - อุณหภูมิของไนโตรเจนเหลว - ได้รับการเรียนรู้อย่างกว้างขวางและต้นทุนของสารทำความเย็นดังกล่าวต่ำ) สำหรับ HTSC ดูน่าสนใจ . ยิ่งไปกว่านั้น ตัวนำยิ่งยวดตัวแรกในปัจจุบันมีราคาถูกกว่าเทป HTSC ที่ผลิตโดยวิธีทางอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์โดยพื้นฐาน
สายเคเบิลตัวนำยิ่งยวดเฟสเดียวจำนวน 3 เส้น (และการป้อนผ่านด้วยความเย็นเยือกแข็งในพื้นหลัง) จากโครงการ LIPA ในสหรัฐอเมริกา แต่ละเส้นมีกระแสไฟฟ้า 2,400 A และแรงดันไฟฟ้า 138 kV สำหรับกำลังไฟฟ้าทั้งหมด 574 MW
ตัวเลขเฉพาะสำหรับวันนี้มีลักษณะดังนี้: HTSC มีราคาตัวนำอยู่ที่ 300-400 ดอลลาร์ต่อ kA*m (เช่น ตัวนำหนึ่งเมตรที่สามารถทนกิโลแอมแปร์ได้) สำหรับไนโตรเจนเหลว และ 100-130 ดอลลาร์สำหรับ 20 K แมกนีเซียมไดโบไรด์สำหรับ อุณหภูมิ 20 K มีราคา 2-10 $ ต่อ kA*m (ราคายังไม่ลงตัวเหมือนเทคโนโลยี), ไทเทเนียมไนโอเบต - ประมาณ 1 $ ต่อ kA*m แต่สำหรับอุณหภูมิ 4.2 K สำหรับการเปรียบเทียบกำลังอลูมิเนียม สายไฟมีราคาประมาณ 5-7 ดอลลาร์ต่อ kA*m ทองแดง - 20
จริง การสูญเสียความร้อนสาย SP AMPACITY ยาว 1 กม. และกำลังไฟ ~40 MW ในแง่ของกำลังของเครื่องทำความเย็นแบบแช่แข็งและปั๊มหมุนเวียน พลังงานที่ใช้ไปกับการทำงานของสายเคเบิลคือประมาณ 35 kW หรือน้อยกว่า 0.1% ของกำลังส่ง
แน่นอนว่าสายเคเบิล SP เป็นผลิตภัณฑ์อพยพที่ซับซ้อนซึ่งสามารถวางใต้ดินได้เท่านั้นทำให้เกิดค่าใช้จ่ายเพิ่มเติม อย่างไรก็ตาม ในกรณีที่ที่ดินสำหรับสายไฟมีค่าใช้จ่ายจำนวนมาก (เช่น ในเมือง) สายไฟ SP ก็เริ่มปรากฏให้เห็นแล้ว แม้ว่าขณะนี้จะอยู่ในรูปแบบโครงการนำร่องก็ตาม โดยพื้นฐานแล้วเหล่านี้เป็นสายเคเบิลที่ทำจาก HTSC (ตามที่พัฒนามากที่สุด) สำหรับแรงดันไฟฟ้าต่ำและปานกลาง (ตั้งแต่ 10 ถึง 66 kV) โดยมีกระแสตั้งแต่ 3 ถึง 20 kA โครงการนี้ช่วยลดจำนวนองค์ประกอบระดับกลางที่เกี่ยวข้องกับการเพิ่มแรงดันไฟฟ้าในสายหลัก (หม้อแปลง สวิตช์ ฯลฯ) โครงการสายไฟที่มีความทะเยอทะยานและดำเนินการมากที่สุดคือโครงการ LIPA: สายเคเบิลสามเส้นยาว 650 ม. ออกแบบมาเพื่อการส่งผ่าน กระแสสามเฟสโดยมีขนาดความจุ 574 MVA เทียบได้กับสายไฟฟ้าเหนือศีรษะขนาด 330 kV เคเบิล HTSC ที่ทรงพลังที่สุดจนถึงปัจจุบัน เริ่มใช้งานเมื่อวันที่ 28 มิถุนายน พ.ศ. 2551
โครงการที่น่าสนใจ AMPACITY ดำเนินการในเมือง Essen ประเทศเยอรมนี สายเคเบิลแรงดันไฟฟ้าปานกลาง (10 kV พร้อมกระแส 2300 A และกำลัง 40 MVA) พร้อมตัวจำกัดกระแสตัวนำยิ่งยวดในตัว (นี่คือการพัฒนาอย่างแข็งขัน เทคโนโลยีที่น่าสนใจซึ่งช่วยให้สามารถถอดสายเคเบิล "ตามธรรมชาติ" ในกรณีที่มีการโอเวอร์โหลดเนื่องจากการลัดวงจร) เนื่องจากการสูญเสียตัวนำยิ่งยวด) ติดตั้งภายในเขตเมือง การเปิดตัวเกิดขึ้นในเดือนเมษายน พ.ศ. 2557 สายเคเบิลนี้จะกลายเป็นต้นแบบสำหรับโครงการอื่นๆ ที่วางแผนไว้ในเยอรมนี เพื่อแทนที่สายไฟ 110 kV ด้วยสายเคเบิลตัวนำยิ่งยวด 10 kV
การติดตั้งสาย AMPACITY เปรียบได้กับการดึงสายไฟฟ้าแรงสูงทั่วไป
โครงการทดลองที่มีตัวนำยิ่งยวดต่างกัน ความหมายที่แตกต่างกันกระแสและแรงดันไฟฟ้ามากยิ่งขึ้น รวมถึงการดำเนินการหลายอย่างในประเทศของเรา เช่น การทดสอบสายเคเบิลยาว 30 เมตรทดลองกับตัวนำยิ่งยวด MgB2 ระบายความร้อนด้วยไฮโดรเจนเหลว สายเคเบิลสำหรับกระแสตรง 3,500 A และแรงดันไฟฟ้า 50 kV ที่สร้างโดย VNIIKP มีความน่าสนใจเนื่องจาก "รูปแบบไฮบริด" ซึ่งการทำความเย็นด้วยไฮโดรเจนในขณะเดียวกันก็เป็นวิธีที่มีแนวโน้มในการขนส่งไฮโดรเจนภายในกรอบของ แนวคิดเรื่อง “พลังงานไฮโดรเจน”
อย่างไรก็ตาม เรากลับมาหาแหล่งพลังงานหมุนเวียนกัน การสร้างแบบจำลอง LUT มีวัตถุประสงค์เพื่อสร้างพลังงานทดแทน 100% ในระดับทวีป ในขณะที่ค่าไฟฟ้าควรน้อยกว่า 100 ดอลลาร์ต่อ MWh ลักษณะเฉพาะของแบบจำลองคือการไหลของกระแสหลายสิบกิกะวัตต์ระหว่างประเทศในยุโรป แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะส่งกำลังดังกล่าวด้วยวิธีอื่นนอกเหนือจากสายไฟ SP DC
ข้อมูลการสร้างแบบจำลอง LUT สำหรับสหราชอาณาจักรเรียกร้องให้มีการส่งออกไฟฟ้าสูงถึง 70 GW โดยมีลิงก์ 3.5 GW ของเกาะที่มีอยู่ในปัจจุบันและจะขยายเป็น 10 GW ในอนาคตอันใกล้
และมีโครงการที่คล้ายกันอยู่ ตัวอย่างเช่น Carlo Rubbia ซึ่งคุ้นเคยกับเราจากเครื่องปฏิกรณ์ที่มีตัวเร่งความเร็ว MYRRHA กำลังส่งเสริมโครงการที่ใช้ผู้ผลิตเส้นใยแมกนีเซียมไดโบไรด์เกือบเพียงรายเดียวในโลกในปัจจุบัน - ตามแนวคิดนี้ cryostat ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 40 ซม. ( อย่างไรก็ตามเส้นผ่านศูนย์กลางนั้นค่อนข้างยากในการขนย้ายและวางบนบก ) รองรับสายเคเบิล 2 เส้นที่มีกระแส 20 kA และแรงดันไฟฟ้า +-250 kV เช่น ด้วยกำลังรวม 10 GW และใน cryostat คุณสามารถวางตัวนำ 4 ตัว = 20 GW ซึ่งใกล้เคียงกับที่ต้องการในรุ่น LUT แล้ว และต่างจากสาย DC ไฟฟ้าแรงสูงทั่วไปที่ยังคงมีระยะขอบขนาดใหญ่สำหรับ พลังที่เพิ่มขึ้น การใช้พลังงานสำหรับการทำความเย็นและการสูบไฮโดรเจนจะอยู่ที่ ~10 เมกะวัตต์ต่อ 100 กม. หรือ 300 เมกะวัตต์ต่อ 3,000 กม. ซึ่งน้อยกว่าสายไฟกระแสตรงแรงดันสูงที่ทันสมัยที่สุดประมาณสามเท่า
ข้อเสนอของ Rubbia สำหรับสายส่งเคเบิลขนาด 10 กิกะวัตต์ จำเป็นต้องใช้ท่อขนาดใหญ่สำหรับไฮโดรเจนเหลวเพื่อลดความต้านทานไฮดรอลิกและสามารถติดตั้งระบบแช่แข็งระดับกลางที่อยู่ห่างออกไปไม่เกิน 100 กม. นอกจากนี้ยังมีปัญหาในการรักษาสุญญากาศบนท่อดังกล่าว (ปั๊มสุญญากาศแบบกระจายไอออนไม่ใช่วิธีแก้ปัญหาที่ฉลาดที่สุด IMHO)
หากเราเพิ่มขนาดของ cryostat ให้เป็นค่าทั่วไปสำหรับท่อส่งก๊าซ (1200 มม.) และวางตัวนำ 6-8 ตัวที่ 20 kA และ 620 kV ภายใน (แรงดันไฟฟ้าสูงสุดสำหรับสายเคเบิลที่พัฒนาจนถึงปัจจุบัน) จากนั้นพลังของ “ ท่อ” ดังกล่าวจะมีขนาด 100 GW ซึ่งเกินกำลังการผลิตที่ส่งโดยท่อก๊าซและน้ำมันเอง (ท่อที่ทรงพลังที่สุดซึ่งส่งพลังงานความร้อนเทียบเท่ากับ 85 GW) ปัญหาหลักอาจเป็นทางเชื่อมระหว่างทางหลวงดังกล่าวกับ เครือข่ายที่มีอยู่อย่างไรก็ตามความจริงก็คือเทคโนโลยีนั้นเกือบจะพร้อมใช้งานแล้ว
การประมาณต้นทุนของสายดังกล่าวเป็นเรื่องน่าสนใจ
ส่วนการก่อสร้างจะมีอิทธิพลเหนืออย่างเห็นได้ชัด ตัวอย่างเช่น การวางสายเคเบิล HVDC ยาว 800 กม. 4 ในโครงการ German Sudlink จะมีราคาประมาณ 8-10 พันล้านยูโร (เป็นที่ทราบกันดีเนื่องจากโครงการเพิ่มราคาจาก 5 เป็น 15 พันล้านหลังจากการเปลี่ยนจาก เส้นเหนือศีรษะบนสายเคเบิล) ค่าใช้จ่ายในการวาง 10-12 ล้านยูโรต่อกิโลเมตรนั้นสูงกว่าประมาณ 4-4.5 เท่า ต้นทุนเฉลี่ยการวางท่อส่งก๊าซโดยพิจารณาจากการศึกษาครั้งนี้
โดยหลักการแล้ว ไม่มีอะไรขัดขวางการใช้เทคโนโลยีที่คล้ายกันในการวางสายไฟหนัก อย่างไรก็ตาม ปัญหาหลักที่นี่จะมองเห็นได้ในสถานีปลายทางและการเชื่อมต่อกับเครือข่ายที่มีอยู่
หากเราใช้บางอย่างระหว่างแก๊สและสายเคเบิล (เช่น 6-8 ล้านยูโรต่อกิโลเมตร) ต้นทุนของตัวนำยิ่งยวดมักจะหายไปจากต้นทุนการก่อสร้าง: สำหรับสาย 100 กิกะวัตต์ต้นทุนของกิจการร่วมค้า จะอยู่ที่ ~0.6 ล้านเหรียญสหรัฐต่อ 1 กม. หากคุณร่วมทุนมีราคา 2$ ต่อ kA*m
ภาวะที่กลืนไม่เข้าคายไม่ออกที่น่าสนใจเกิดขึ้น: การร่วมทุน "Megamains" มีราคาแพงกว่าท่อหลักที่มีกำลังการผลิตเทียบเคียงหลายเท่า (ฉันขอเตือนคุณว่านี่คือทั้งหมดในอนาคต วันนี้สถานการณ์แย่ลงไปอีก - เราจำเป็นต้องชดใช้การวิจัยและพัฒนา สายไฟของกิจการร่วมค้า) และนั่นคือสาเหตุที่สร้างท่อส่งก๊าซ แต่ไม่ใช่กิจการร่วมค้า - สายไฟ อย่างไรก็ตาม เมื่อแหล่งพลังงานหมุนเวียนเติบโตขึ้น เทคโนโลยีนี้อาจมีความน่าสนใจและได้รับการพัฒนาอย่างรวดเร็ว ทุกวันนี้ โครงการ Sudlink สามารถดำเนินการได้ในรูปแบบของสายเคเบิลร่วมทุนหากเทคโนโลยีพร้อม
เพิ่มแท็ก
วันดีๆ วันหนึ่งในเดือนพฤษภาคม ฉันได้มีโอกาสไปเยี่ยมชมการข้ามสายไฟที่ทะเยอทะยานที่สุดแห่งหนึ่งในโลก เรากำลังพูดถึงการข้ามสายไฟฟ้าแรงสูง 330 kV และ 750 kV ผ่านอ่างเก็บน้ำ Kakhovskoe ในยูเครน
เมื่อมาถึงสถานที่นั้น ฉันถอดส่วนรองรับระดับกลางในทุ่งด้านหลัง Ilyinka ออกก่อน นี่เป็น "การบิดเบี้ยว" แบบหนึ่งก่อนการถ่ายภาพการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ที่กวักมือเรียกฉันจากด้านข้างของอ่างเก็บน้ำ) ก่อนอื่น ฉันถอดส่วนรองรับของสายไฟ 330 kV วงจรเดียวสองเส้นออก ส่วนรองรับเป็นคอนกรีตเสริมเหล็กรูปตัว U พร้อมด้วยการเชื่อมต่อภายใน – พีวีเอส. ภาพถ่ายแสดงการรองรับเหล่านี้กับพื้นหลังสนามสีเหลือง
ด้วยเรพซีด
ขนานกับสาย 330 kV สายไฟ 750 kV วิ่งผ่าน Ilyinka ฉันชอบการสนับสนุนระดับกลาง 750kV ที่ดูหรูหราเป็นพิเศษ หากการรองรับระดับกลางของสายส่ง 750 kV ดูสง่างามเหมือนยีราฟเมื่อเปรียบเทียบแล้วจุดยึดที่รองรับของสายนี้จะถูกสร้างขึ้นให้กว้างและแน่นหนา ใกล้กับการสนับสนุนนี้ฉันจึงเริ่ม "ฟัง" สาย ทุกคนรู้ดีว่าสายไฟฮัมหรือเสียงแตก และโดยปกติแล้วระดับแรงดันไฟฟ้าจะสูงกว่าเสียงดังขึ้น
- ฉันจำได้ว่าสายไฟ 750 kV ส่งเสียงดัง แต่ฉันก็ต้องประหลาดใจเมื่อพบว่ามีความเงียบงันอยู่ใต้เส้น - ไม่มีอะไรเลย เห็นได้ชัดว่าสายไฟไม่ทำงาน! และสายไฟ 330 kV ที่อยู่ใกล้เคียงก็เกิดเสียงดังค่อนข้างมาก
จากนั้นฉันบังคับการรองรับสมอของสายไฟ 750 kV เพื่อ "ยึด" ดวงอาทิตย์ไว้บนสายไฟ)))
ที่นี่เป็นที่ที่ฉันพบการรองรับประเภท "แก้ว" ครั้งแรกบนสาย 330 kV ซึ่งมีลักษณะคล้ายกับแก้วแก้วของสาย 500 kV
พูดตามตรง มีอุปกรณ์ประกอบฉากไม่กี่ประเภทที่ปลุกอารมณ์ในตัวฉันได้แบบนี้ เสียงแตกด้านล่างเป็นสิ่งที่ไม่อาจจินตนาการได้ ดูเหมือนสายไฟจะลากไปตามพื้น ความใหญ่โตของสัตว์ประหลาดตัวนี้น่าทึ่งมาก!
หอคอยปลายสุดขนาด 330kV เป็นผู้บุกเบิกการข้าม "ทะเล" ในที่สุดฉันก็ถ่ายภาพสนับสนุนการเปลี่ยนแปลงครั้งแรกได้
และตอนนี้เกี่ยวกับประวัติศาสตร์ของการสร้างการเปลี่ยนแปลง ในช่วงทศวรรษที่ 70 ของศตวรรษที่ผ่านมาทางตอนใต้ของภูมิภาค Zaporozhye ทางฝั่งซ้ายของอ่างเก็บน้ำ Kakhovka โรงไฟฟ้า Zaporozhye State District District ที่มีกำลังการผลิต 3 ล้าน 600,000 kWh ได้ถูกสร้างขึ้น ในเชิงเศรษฐกิจจำเป็นต้องสร้างสายส่งไฟฟ้าสองสายที่มีแรงดันไฟฟ้า 330 kV ไปยังเขตพลังงาน Nikopol ซึ่งตั้งอยู่บนฝั่งขวาของอ่างเก็บน้ำ การข้ามเส้นผ่านผืนน้ำที่มีความยาวดังกล่าวไม่เคยถูกสร้างขึ้นมาก่อนในสหภาพโซเวียต
สำหรับการสร้างทางข้ามครั้งแรก (330 kV) ผู้ออกแบบเลือกเวอร์ชันเหนือศีรษะของสาย (เวอร์ชันเคเบิลใต้น้ำไม่มีประโยชน์และยากต่อการสร้างและใช้งาน) ความยาวของการเปลี่ยนแปลงระหว่างส่วนรองรับการเปลี่ยนด้านนอกนั้นสูงถึง 5.15 กม. (!) และเหนือน้ำโดยตรง - 4.6 กม. การเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นในสองวงจร
 |
| รองรับการเปลี่ยนชายฝั่งสำหรับสายไฟฟ้า 330 kV |
ที่ทางข้าม 330 kV มีการติดตั้งส่วนรองรับการเปลี่ยนผ่านแบบสมอเจ็ดจุดที่มีความสูง 90 และ 100 เมตร ซึ่งห้าแห่งถูกติดตั้งในพื้นที่น้ำของอ่างเก็บน้ำ การเปลี่ยนแปลงถูกนำมาใช้ตามรูปแบบ K-A-A-A-A-A-A-A-K (การสนับสนุน K - end, A - สมอ) ความยาวช่วงของสายไฟ 330 kV คือ 810 - 920 ม. ส่วนรองรับแบบหอคอยสองวงจรทำจากเหล็กฉากเคลือบสังกะสี
ส่วนรองรับนั้นมาพร้อมกับบันได ชานชาลา และบันไดที่มีรั้วกั้นบนทางเดิน และคุณสามารถปีนขึ้นไปบนส่วนรองรับได้อย่างง่ายดาย - บันไดลงไปที่พื้นโดยตรง ซึ่งแตกต่างจากทางเดินอื่น ๆ ส่วนใหญ่ ซึ่งบันไดมักจะไม่ถึงพื้น 2-3 เมตรตามลำดับ เพื่อลดความเย้ายวนใจของ “นักท่องเที่ยว” ปีนเสากระโดง ใน ในกรณีนี้เห็นได้ชัดว่าพื้นที่ที่มีประชากรเบาบางมีบทบาท
มวลของการรองรับหนึ่งร้อยเมตรคือ 290 ตันและหนึ่งเก้าสิบเมตรคือ 260 ตัน ภายนอกการสนับสนุนทั้งสองประเภทมีความคล้ายคลึงกันมาก คุณสามารถสังเกตเห็นความแตกต่างได้โดยการตรวจสอบอย่างรอบคอบเท่านั้น
ปัญหาที่ยิ่งใหญ่ที่สุดคือการสร้างฐานรากของส่วนรองรับเหล่านี้บนอาณาเขตของอ่างเก็บน้ำ การติดตั้งส่วนรองรับการเปลี่ยนผ่านในพื้นที่น้ำเป็นงานที่ยากมาก โดยต้องมีการจัดเตรียมพื้นที่ฐานรากเป็นพิเศษพร้อมท่าเทียบเรือชั่วคราวและกลไกการยก ดังนั้นเป็นครั้งแรกในการฝึกปฏิบัติการก่อสร้างสายส่งไฟฟ้า (ทั้งในประเทศของเราและต่างประเทศ) จึงมีการตัดสินใจสร้างทางข้ามโดยใช้วิธีลอยตัว ดังนั้นในหลุมพิเศษ - ท่าเรือจึงมีการสร้างฐานรากแบบลอยตัวและติดตั้งส่วนรองรับการเปลี่ยนแปลงไว้ ฐานรากที่ลอยอยู่นั้นถูกสร้างให้กลวงจากองค์ประกอบคอนกรีตเสริมเหล็กที่มีผนังบาง และจริงๆ แล้วเป็นฐานลอยขนาดใหญ่
เพื่อให้แน่ใจว่ามีการลอยตัวได้ ฐานรากจึงถูกประกอบจากก้นกันน้ำ ด้านนอก และผนังกั้นภายใน โดยแบ่งส่วนภายในของฐานออกเป็นช่องอับเฉา 8 ช่องที่แยกจากกัน รวมถึงช่องสำหรับวางอุปกรณ์และช่องกระจายส่วนกลาง การออกแบบนี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความไม่จมของฐานรากและความแม่นยำของการบัลลาสต์ตลอดจนความเสถียรที่จำเป็นในระหว่างการลากจูงโดยเรือ
หลังจากเสร็จสิ้นงานก่อสร้างบนฐานรากและติดตั้งส่วนรองรับการเปลี่ยนแปลงแล้ว หลุมก็เต็มไปด้วยน้ำจนถึงระดับอ่างเก็บน้ำ Kakhovka เมื่อกำแพงกันคลื่นเปิด ช่องภายในของฐานรากก็เต็มไปด้วยน้ำพร้อมกัน หลังจากนั้นทับหลังที่แยกหลุมท่าเรือและอ่างเก็บน้ำ Kakhovskoe ก็ถูกรื้อออก (กระบวนการอยู่ในรูปภาพ)
โดยที่หินคิงสโตนปิดอยู่ทีละก้อน น้ำจะถูกสูบออกจากแต่ละฐานด้วยปั๊มอันทรงพลัง และหลังจากที่มันลอยขึ้นสู่ผิวน้ำ มันก็ถูกลากไปยังสถานที่ติดตั้งบนเส้นทางเปลี่ยนผ่าน การลากจูงข้ามอ่างเก็บน้ำและงานติดตั้งดำเนินการโดยใช้เรือลากจูงห้าลำ - เรือสองลำ (กำลัง 1,200 แรงม้าต่อลำ) สองข้าง (ข้างละ 300 แรงม้า) และด้านหลังข้างหนึ่ง (เบรก) 600 แรงม้า การส่งมอบระบบสนับสนุนรากฐานทั้งห้าระบบเสร็จสิ้นภายใน 12 วัน หลังจากส่งฐานรากไปยังจุดหมายปลายทางแล้ว ช่องต่างๆ ก็ถูกน้ำท่วมอีกครั้ง ซึ่งส่งผลให้ฐานรากได้ปักหลักอยู่ในตำแหน่งที่ต้องการที่ด้านล่างของอ่างเก็บน้ำ
การข้ามสายส่ง 330 kV (L243/244) เริ่มดำเนินการในปี 1977 ในปี 1984 เพื่อจ่ายพลังงานให้กับ Zaporozhye NPP ซึ่งเป็นองค์ประกอบเดียวกันขององค์กรการก่อสร้างและติดตั้งโดยใช้วิธีการลอยตัวที่คล้ายกันได้สร้างการเปลี่ยนแปลงวงจรเดียวของสาย 750 kV“ Zaporozhye NPP - 750 kV สถานีย่อย Dneprovskaya” (สถานีไฟฟ้าย่อยที่ทรงพลัง ใกล้ Volnogorsk ดู http://io.ua /s75116)
 |
||
| รองรับในท่าเรือ |
จุดผ่านแดนสำหรับสาย 750 kV ที่ทรงพลังกว่านั้นถูกเลือกในพื้นที่ซึ่งเป็นที่ตั้งของโรงไฟฟ้าเขตรัฐ Zaporozhye ซึ่งขนานกับการข้ามที่มีอยู่ของเส้นเหนือศีรษะ 330 kV ที่ระยะทาง 350 ม. ต้นน้ำ เมื่อตัดสินใจสร้างเส้นเหนือศีรษะ 750 kV ข้ามอ่างเก็บน้ำ Kakhovskoye ซึ่งเป็นโครงสร้างที่เป็นเอกลักษณ์ในแง่ของขนาดและกำลังไฟฟ้าของสาย - ประสบการณ์ในการออกแบบและสร้างเส้นข้าม 330 kV มีบทบาทสำคัญ การเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นจากสายโซ่เดียวโดย ลาย K-P-P-A-P-P-K- รองรับการเปลี่ยนผ่านห้าครั้งโดยติดตั้งรองรับสามตัวในพื้นที่น้ำของอ่างเก็บน้ำ ส่วนรองรับข้ามสำหรับเส้นนี้ก็ชุบสังกะสีเช่นกัน
ส่วนรองรับระดับกลางช่วงเปลี่ยนผ่านสูง 126 ม. หนักข้างละ 375 ตัน จุดยึดสมอสูง 100 ม. หนัก 350 ตัน ความยาวของช่วงการเปลี่ยนผ่านคือ 1215–1350 เมตร การติดตั้งสายไฟดำเนินการโดยใช้เรือบรรทุกและลากจูงที่คลี่ออกโดยไม่ลดระดับลงที่ด้านล่างของอ่างเก็บน้ำเพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหาย การเปลี่ยนสาย 750 kV ถูกนำไปใช้งานในปี 1984
 |
|
| การสนับสนุนชายฝั่งช่วงเปลี่ยนผ่าน 750 kV |
 |
| ยอดหอคอย 750kV |
 |
| ฐานรากทาวเวอร์ 750kV |
 |
| บันไดเพื่อรองรับการเปลี่ยนผ่านของสายไฟ 750 kV |
 |
||
 |
 |
|
 |
|
| รองรับการเปลี่ยนชายฝั่งขนาดยักษ์ สายไฟหมายเลข 26 750 kV |
ไฟฟ้าถือเป็นพลังงานหลักที่ใช้กันแพร่หลายในทุกวันนี้ การใช้งานอย่างแพร่หลายเป็นไปได้ด้วยเครือข่ายไฟฟ้าที่เชื่อมต่อแหล่งจ่ายและผู้ใช้ไฟฟ้า สายไฟหรือเรียกสั้น ๆ ว่าสายไฟทำหน้าที่ขนส่งกระแสไฟฟ้า พวกมันถูกวางเหนือพื้นผิวโลกและเรียกว่า "เสาอากาศ" หรือฝังอยู่ในพื้นดินและหรือใต้น้ำและเรียกว่า "เคเบิล"
สายไฟเหนือศีรษะแม้จะมีโครงสร้างพื้นฐานที่ซับซ้อน แต่ก็มีราคาถูกกว่าเมื่อเทียบกับ สายเคเบิ้ล- สายไฟฟ้าแรงสูงนั้นเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีราคาแพงและซับซ้อน ด้วยเหตุนี้ สายเคเบิลเหล่านี้จึงถูกวางเฉพาะในบางส่วนของเส้นทางสายไฟเหนือศีรษะในสถานที่ที่ไม่สามารถติดตั้งส่วนรองรับด้วยสายไฟได้ เช่น ผ่านทางช่องแคบทะเล แม่น้ำกว้าง ฯลฯ วางสายเคเบิลแล้ว เครือข่ายไฟฟ้าในพื้นที่ที่มีประชากรซึ่งการก่อสร้างรองรับไม่สามารถทำได้เนื่องจากโครงสร้างพื้นฐานของเมือง
สายไฟแม้จะยาวมาก แต่ก็ยังเหมือนเดิม วงจรไฟฟ้าซึ่งกฎของโอห์มใช้ในลักษณะเดียวกับกฎอื่น ๆ ดังนั้นประสิทธิภาพของสายส่งไฟฟ้าจึงเกี่ยวข้องโดยตรงกับการเพิ่มขึ้นของแรงดันไฟฟ้าในนั้น ความแรงในปัจจุบันลดลง และการสูญเสียก็น้อยลงด้วย ด้วยเหตุนี้ ยิ่งผู้ใช้บริการอยู่ห่างจากโรงไฟฟ้ามากเท่าใด สายไฟฟ้าแรงสูงก็ควรจะสูงตามไปด้วย สายไฟส่งทางไกลพิเศษที่ทันสมัย พลังงานไฟฟ้าด้วยแรงดันไฟฟ้านับล้านโวลต์
แต่การเพิ่มแรงดันไฟฟ้าเพื่อลดการสูญเสียก็มีข้อจำกัด มีสาเหตุมาจากการปล่อยโคโรนา ปรากฏการณ์นี้ปรากฏให้เห็น ทำให้เกิดการสูญเสียพลังงานที่เห็นได้ชัดเจน โดยเริ่มจากแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่า 100 กิโลโวลต์ เสียงหึ่งและเสียงแตกของสายไฟแรงสูงเป็นผลมาจากการปล่อยโคโรนาบนสายไฟ ด้วยเหตุนี้ เพื่อลดการสูญเสียโคโรนา เริ่มต้นจาก 220 กิโลโวลต์ มีการใช้สายไฟสองเส้นขึ้นไปสำหรับแต่ละเฟสของสายไฟเหนือศีรษะ
ความยาวของสายไฟและ แรงดันไฟฟ้าปฏิบัติการพวกเขาเชื่อมต่อถึงกัน
- สายไฟระยะไกลพิเศษทำงานด้วยแรงดันไฟฟ้าตั้งแต่ 500 กิโลโวลต์
- 220 และ 330 กิโลโวลต์ เป็นแรงดันไฟฟ้าสำหรับ เส้นลำตัวการส่งกำลัง
- 150, 110 และ 35 กิโลโวลต์เป็นแรงดันไฟฟ้าของสายไฟฟ้าจำหน่าย
- แรงดันไฟฟ้า 20 กิโลโวลต์หรือน้อยกว่านั้นเป็นเรื่องปกติสำหรับโครงข่ายไฟฟ้าในท้องถิ่นซึ่งผู้ใช้ปลายทางจะได้รับกระแสไฟฟ้า
ลวดรองรับ
นอกจากสายไฟแล้ว สายส่งไฟฟ้ายังรวมถึงการรองรับเป็นองค์ประกอบโครงสร้างหลักด้วย จุดประสงค์คือเพื่อยึดสายไฟ สายไฟแต่ละเส้นมีการรองรับหลายประเภท ดังแสดงในรูปด้านล่าง:
Anchor รองรับการรับรู้ ภาระหนักจึงมีโครงสร้างที่แข็งแกร่งและแข็งแกร่งซึ่งมีความหลากหลายมาก ส่วนรองรับทั้งหมดสัมผัสกับดินอ่อนหรือชื้นผ่านฐานคอนกรีต บ่อถูกสร้างขึ้นในดินแข็งซึ่งมีการจุ่มส่วนรองรับสายไฟโดยตรง ตัวอย่างการออกแบบส่วนรองรับพุกโลหะแสดงอยู่ในภาพด้านล่าง:
ส่วนรองรับสามารถทำได้โดยใช้คอนกรีตหรือไม้ ส่วนรองรับไม้ถึงแม้จะมีความทนทานน้อยกว่า แต่ก็มีราคาถูกกว่าถึงหนึ่งเท่าครึ่งเมื่อเปรียบเทียบกับโครงสร้างโลหะและคอนกรีต การใช้งานมีความสมเหตุสมผลโดยเฉพาะอย่างยิ่งในภูมิภาคที่มีน้ำค้างแข็งรุนแรงและมีไม้สำรองจำนวนมาก เสาไม้มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเครือข่ายไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 1,000 โวลต์ การออกแบบส่วนรองรับดังกล่าวแสดงอยู่ในภาพด้านล่าง:
สายไฟ
สายไฟของสายไฟสมัยใหม่ส่วนใหญ่ทำจากลวดอลูมิเนียม สายอลูมิเนียมบริสุทธิ์ใช้สำหรับสายไฟท้องถิ่น ข้อจำกัดคือความยาวช่วงระหว่างที่รองรับคือ 100 - 120 เมตร สำหรับช่วงที่ยาวขึ้น จะใช้ลวดอลูมิเนียมและเหล็ก ลวดดังกล่าวมีสายเหล็กอยู่ภายในหุ้มด้วยตัวนำอะลูมิเนียม สายเคเบิลรับภาระทางกล อลูมิเนียม – โหลดทางไฟฟ้า
ลวดเหล็กทั้งหมดใช้เฉพาะในพื้นที่ระยะสั้นที่ต้องการความแข็งแรงสูงสุดโดยมีน้ำหนักลวดน้อยที่สุด สายไฟทั้งหมดที่มีแรงดันไฟฟ้าเกิน 35 กิโลโวลต์จะติดตั้งสายเหล็กเพื่อป้องกันฟ้าผ่า ปัจจุบันสายไฟที่ทำจากทองแดงและทองแดงใช้ในสายไฟเท่านั้น วัตถุประสงค์พิเศษ- ลวดทองแดงและอลูมิเนียมใช้ทำลวดท่อกลวง ทำเพื่อลดการสูญเสียโคโรนาและลดการรบกวนทางวิทยุ รูปภาพสายไฟที่มีการออกแบบต่างๆ มีดังต่อไปนี้:
เลือกสายไฟสำหรับสายไฟโดยคำนึงถึงสภาพการทำงานและภาระทางกลที่เกิดขึ้น ในฤดูร้อน ลมจะพัดสายไฟและเพิ่มภาระการแตกหัก ในฤดูหนาว น้ำแข็งจะถูกเติมเข้าไปในลม น้ำหนักของชั้นน้ำแข็งบนสายไฟช่วยเพิ่มภาระได้อย่างมาก นอกจากนี้อุณหภูมิที่ลดลงยังส่งผลให้ความยาวของสายไฟลดลงและเพิ่มความเค้นภายในของวัสดุ
ฉนวนและอุปกรณ์
สำหรับ การเชื่อมต่อที่ปลอดภัยฉนวนใช้สำหรับสายไฟที่มีตัวรองรับ วัสดุสำหรับพวกเขาคือเครื่องลายครามไฟฟ้าหรือ กระจกนิรภัยหรือโพลีเมอร์ ดังภาพด้านล่าง:
ลูกถ้วยแก้วภายใต้สภาวะเดียวกันมีขนาดเล็กและเบากว่าลูกถ้วยพอร์ซเลน โครงสร้างฉนวนแบ่งออกเป็นพินและจี้ การออกแบบพินไม่ได้ใช้กับสายไฟที่มีแรงดันไฟฟ้าเกิน 35 กิโลโวลต์ โหลดทางกลที่ดูดซับโดยลูกถ้วยแขวนมีค่ามากกว่าน้ำหนักของลูกถ้วย ด้วยเหตุนี้โครงสร้างแบบแขวนลอยจึงสามารถใช้งานได้มากขึ้น แรงดันไฟฟ้าต่ำแทนพินอินซูเลเตอร์
ลูกถ้วยแขวนประกอบด้วยถ้วยแต่ละใบที่ต่อเข้ากับพวงมาลัย จำนวนถ้วยขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าของสายไฟ ในการเชื่อมต่อถ้วยเข้ากับพวงมาลัยและการยึดสายไฟและฉนวนอื่น ๆ ทั้งหมดจะใช้อุปกรณ์พิเศษ ความน่าเชื่อถือ ความแข็งแรง และความทนทานในสภาพแวดล้อมแบบเปิดถูกกำหนดโดยวัสดุดังกล่าวสำหรับการผลิตอุปกรณ์เช่นเหล็กและเหล็กหล่อ หากจำเป็นต้องเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อน ชิ้นส่วนจะเคลือบด้วยสังกะสี
อุปกรณ์ฟิตติ้งประกอบด้วยแคลมป์ ตัวเว้นระยะ ตัวหน่วงการสั่นสะเทือน ตัวเชื่อมต่อคัปปลิ้ง ตัวต่อฉนวนกลาง และแขนโยก ภาพรวมทั่วไปเกี่ยวกับอุปกรณ์แสดงอยู่ในภาพด้านล่าง:
อุปกรณ์ป้องกัน
ส่วนประกอบอีกประการหนึ่งของสายส่งกำลังคือโครงสร้างที่ปกป้องอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกับสายไฟจากแรงดันบรรยากาศและแรงดันไฟสลับเกิน การป้องกันฟ้าผ่านั้นมีให้โดยสายเคเบิลที่ทอดยาวเหนือสายไฟทั้งหมดของสายไฟและสายล่อฟ้าซึ่งมักจะติดตั้งใกล้สถานีไฟฟ้าย่อย ช่องว่างป้องกันตั้งอยู่บนส่วนรองรับสายส่งไฟฟ้า ตัวอย่างของช่องว่างดังกล่าวแสดงอยู่ในภาพด้านซ้าย มีการติดตั้งตัวจับแบบท่อใกล้กับสถานีย่อยซึ่งมีช่องว่างประกายไฟอยู่ข้างใน ถ้ามันทะลุและเกิดส่วนโค้งที่ป้อนกระแสไฟฟ้า ไฟฟ้าลัดวงจรจะมีการปล่อยก๊าซออกมาเพื่อดับส่วนโค้งนี้
ความแตกต่างทางเทคนิคและองค์กรทั้งหมดสำหรับการติดตั้งสายไฟได้รับการควบคุมโดยกฎสำหรับการก่อสร้างการติดตั้งระบบไฟฟ้า (PUE) การเบี่ยงเบนใดๆ จากกฎเหล่านี้เป็นสิ่งต้องห้ามโดยเด็ดขาด และอาจถือเป็นอาชญากรรมที่มีความรุนแรงแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับผลที่ตามมา
