Передавання електричної енергії на відстань

 

Передача електроенергії на відстань

Весь побут сучасної людини тісно пов'язаний з електроенергією. Від неї працює все: починаючи від зарядних пристроїв телефонів і закінчуючи апаратами штучної вентиляції легенів. Тому електроенергія повинна бути легкодоступна в кожному куточку планети.

Висока напруга як спосіб зменшення втрат

Реальність така, що передача електроенергії на великі відстані неминуче супроводжується її втратами. Істотна частина електрики, проходячи шлях від генератора на електростанції до розетки побутового споживача, перетворюється в тепло і витрачається на обігрів атмосфери. Однак це не знижує витрат за виробництво електроенергії, тому кінцевому користувачеві все ж доводиться оплачувати і ці нецільові витрати.

Зменшити непотрібні втрати, відповідно, витрати, дозволяють наступні способи:

1. застосування високотемпературних надпровідників;
2. збільшення перетину кабелів і проводів ЛЕП;
3. підвищення напруги в лініях передачі.

За першим способом майбутнє. Однак сьогодні він технічно неможливий. Від другого відмовилися на перших парах розвитку електроенергетики, адже він економічно недоцільний через зайвих витрат на потовщення провідників. Застосування високої напруги виявилося найбільш вдалим методом, тому він використовується по всьому світу вже близько ста років.

Класифікація ліній електропередач

Існує безліч різновидів ЛЕП. Кожен з видів заточений під свої певні потреби і завдання. Відповідно до цього, ПУЕ регламентує таку класифікацію повітряних ліній електропередач.

По класу напруги ЛЕП бувають:

• низьковольтні, до 1 кВ;
• високовольтні, понад 1 кВ.

За призначенням:

• Міжсистемні лінії з напругою від 500 кВ і вище;
• Магістральні, 220-500 кВ;
• Розподільні, 110-220 кВ;
• Лінії 35 кВ для живлення сільгосп споживачів;
• ЛЕП 1-20 кВ, що використовуються в межах одного населеного пункту.

Рід електричного струму в ЛЕП поділяються на:

• змінний (практично всі лінії);
• постійний струм (зустрічається рідко, в основному 3,3 кВ контактної мережі залізниці).

Способи передачі електроенергії

Найбільш поширені два способи передачі електроенергії: за допомогою повітряних і кабельних ліній. Вони відрізняються між собою по дальності і середовищі, в якій знаходиться провідник.

Повітряні лінії – це, спрощено, мідні або алюмінієві провідники, підвішені через ізолятори на металеві або залізобетонні опори. При такому методі можлива передача електрики на великі відстані і між різними державами.

Кабельна лінія – прокладка проводів під землею. Окремі струмопровідні жили розташовані, як правило, в гумовій або ПВХ ізоляції. Якщо напруга висока, то є і броня з металевої стрічки. Також вона служить в якості екрану для захисту від перешкод. Зустрічається переважно в межах міста або підприємства.

Додаткова інформація. Застосовуючи кабельні лінії, можливо транспортувати електроенергію по дну водойм і навіть морів. Це дозволяє постачати електрику на острови. Застосування ЛЕП таких можливостей не має на увазі.

Схема передачі енергії від електростанції до споживача

Головна електростанція (1) виробляє напругу близько 10-12 кВ. Потім воно підвищується за допомогою трансформатора (2) до більш високого рівня: 35, 110, 220, 400, 500 або 1150 кВ. Після по кабельній або повітряної лінії (3) енергія передається на відстані від одиниць до тисяч кілометрів і потрапляє на знижувальну підстанцію. На ній також встановлено трансформатор (4), який перетворює сотні кіловольт знову в 10-12 тисяч вольт. Далі слід ще один каскад зниження до 380/220 В (5). Ця напруга є кінцевим і лунає по споживачах (6), тобто житловим будинкам, лікарням і т.д.