Powerline Ekibastuz – Kokshetau ในคาซัคสถานมีสถิติว่ามีแรงดันการส่งกำลังสูงสุดในโลกโดยทำงานที่มากกว่า 1 megavolt ทำไมพวกเขาถึงเลือกส่งพลังงานด้วยวิธีนี้?

แก้ไข:

หากแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นหมายถึงสามารถใช้ลวดทินเนอร์ในการส่งสัญญาณได้ทำไมส่วนที่เหลือของโลกที่พัฒนาแล้วจึงไม่ทำงานที่การส่งสัญญาณนี้

การออกแบบสายไฟฟ้าเป็นเรื่องที่ซับซ้อนซึ่งการตัดสินใจซ้อนทับหลายครั้ง

Powerline Ekibastuz - Kokshetau เป็นอาคารที่สร้างขึ้นใหม่ในปี 1985 เสร็จแล้วมีอีกสองสายวางไข่ออกไปทางหนึ่งไปยังกรุงมอสโกซึ่งตอนนี้ขับด้วย 500 kV และอีกส่วนถูกรื้อออก

มันเชื่อมต่อกับโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่ที่สร้างขึ้นในเวลาเดียวกัน

มันวิ่งเป็นระยะทางไกลผ่านพื้นที่ที่ค่อนข้างว่างเปล่า

หนึ่งสามารถสันนิษฐานได้ว่ามันเป็นโครงการต้นแบบสำหรับความคิดของการกระจายไฟฟ้าในพื้นที่ที่มีประชากรน้อยในทรงกลมอิทธิพลของโซเวียต

สิ่งที่จะมีผลต่อผู้ให้บริการไฟฟ้าในการสร้างสายไฟ 1MV?

• สร้างโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่ (ไม่เกิดขึ้นบ่อยครั้ง)

• ในพื้นที่ที่มีความหนาแน่นของประชากรต่ำ (มีคนไม่มากที่บ่นเกี่ยวกับการสร้าง)

• ไม่มีเครือข่ายการจัดจำหน่าย (เกิดขึ้นในโลกที่ 2 เท่านั้น)

• ต้องการพลังงานที่อื่น (โรงงาน Ekibastus เป็น 4GW สายไฟคือ 5 GVA)

พูดง่าย ๆ ใครก็ตามที่อาจต้องใช้สายไฟ 1MV มีอย่างอื่นที่สร้างขึ้นก่อนที่มันจะเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจในการสร้างสาย 1MV การได้เห็นสาขามอสโกของสายงานนี้กำลังทำงานที่ 500 kV แม้จะถูกออกแบบมาสำหรับ 1MV แล้วก็ตาม

ดังนั้นหากสายไฟ 1MV ถูกสร้างขึ้นอีกครั้งอาจเป็นในอาร์เจนตินาหรือบราซิล แต่ถ้าพวกเขาตัดสินใจที่จะสร้างโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่ในสถานที่ที่ต้องการไฟฟ้าส่วนใหญ่ในที่อื่น

นอกจากนี้ยังมีการเปลี่ยนแปลงอย่างมากในเทคโนโลยีโรงไฟฟ้าในช่วง 20 ปีที่ผ่านมา พืชขนาดเล็กมีความเป็นไปได้มากขึ้นเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลมกำลังค้นหาสถานที่ของพวกเขา วันนี้เมืองอย่าง Kokshetau จะได้รับต้นไม้ขนาดกลางแล้วเสร็จ Megaprojects เพื่อการขนส่งไฟฟ้าไม่จำเป็นอีกต่อไป

ฉันคิดว่าสายไฟเป็นสิ่งที่แปลกประหลาดของแผน 5 ปีจริง ๆ ถ้าเป็นเช่นนั้นมันหมายถึงการเริ่มต้นของระบบจำหน่ายไฟฟ้าขนาดใหญ่สำหรับพื้นที่ชนบทของอิทธิพลทรงกลม แต่ก่อนที่จะสร้างมากขึ้นระบบจะยุบ

$I\times V$$I^2\times R$ดังนั้นหากคุณเพิ่มแรงดันโดยปัจจัยพูด, 4, กระแสที่ต้องการจะลดลงด้วยปัจจัย 4 และการสูญเสียลวดจะลดลงตามปัจจัย จาก 16

ฉันคิดว่าสายไฟยาวมากดังนั้นการใช้แรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าหมายความว่าสามารถใช้ลวดทินเนอร์ได้ นี่คือหนึ่งในเหตุผลหลักที่ทำให้ AC ชนะสงครามปัจจุบัน - ก่อนหน้านั้นไม่มีวิธีง่ายๆในการก้าวขึ้น / ลงของแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง

โดยทั่วไปมีสองปัจจัย เมื่อแรงดันไฟฟ้าสูงขึ้นกระแสไฟฟ้าก็จะลดลงและการสูญเสียก็จะลดลงและทำให้สายไฟบางลง ในทางตรงกันข้ามเมื่อแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นต้องมีฉนวนที่ดีกว่าทุกที่ - โพสต์จะต้องสูงขึ้น (เพื่อไม่ให้ไหลลงสู่พื้นดิน) ระยะห่างระหว่างสายไฟจะต้องมากขึ้นและต้องการฉนวนที่ดีกว่าในหม้อแปลงที่ ปลายสาย ดังนั้นการเพิ่มแรงดันไฟฟ้าจะช่วยลดการสูญเสียการส่งและสายไฟข้ามส่วน แต่ก่อให้เกิดปัญหามากมายกับแรงดันสูงเอง นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมแรงดันไฟฟ้าที่ใช้จริงคือการแลกเปลี่ยน - สูงพอที่จะไม่สูญเสียพลังงานมากเกินไปเนื่องจากความร้อนและไม่สูงเกินไปเพื่อให้ระบบสามารถผลิตและใช้งานได้

สิ่งนี้เกิดขึ้นในไม่กี่ปีต่อมา แต่นั่นเป็นเพราะสถานการณ์เปลี่ยนไป:

ขณะนี้มีสาย 1200 kV ในอินเดียและสาย 1100 kV ในประเทศจีน ในทั้งสองกรณีพวกเขาจะใช้ในการส่งพลังงานจากโรงไฟฟ้าระยะไกล (มักจะเป็นไฟฟ้าพลังน้ำ) ไปยังเมืองใหญ่เช่นเซี่ยงไฮ้โดยเฉพาะไฟฟ้าพลังน้ำตั้งอยู่ในที่ที่พวกเขาสร้างขึ้นอย่างเหมาะสมและอาจอยู่ห่างจากเมืองมากนัก โรงไฟฟ้าอื่น ๆ สามารถสร้างขึ้นใกล้กับเมืองหากจำเป็น แต่บ่อยครั้งที่พวกเขาอาจถูกวางไว้ให้ห่างไกลออกไปเนื่องจากมลพิษหรือในกรณีของ Ekibastuz; โรงไฟฟ้าอยู่ติดกับแหล่งถ่านหินที่มีขนาดใหญ่มาก โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดใหญ่ตั้งอยู่ห่างจากศูนย์ประชากรในทำนองเดียวกัน

แม้ว่าจะอยู่ภายใต้การแข่งขันจาก HVDC AC ที่สูงมากมีข้อได้เปรียบในทางปฏิบัติที่รับประกันว่าพวกเขากำลังสร้าง เส้น Ekibastuz-Kokshetau นี้อาจเป็นความล้มเหลวเล็กน้อยถ้าคุณนับผลตอบแทนเนื่องจากมีเพียงส่วนหนึ่งของที่เคยทำงานที่ 1,750 kV ตอนนี้มันทั้งหมดทำงานที่ 500 kV แต่มันเป็นความสำเร็จทางวิทยาศาสตร์ที่น่าสนใจ ...

การทำความเข้าใจว่าทำไมมีแรงดันไฟฟ้าแบบนี้ง่าย ๆ ถ้าใครสนใจสิ่งที่เรากำลังพูดถึง

คำตอบ

$I^2\times R_{wire}$$V\times I$$I$

$V$$V = I\times R$$V^2\over R$

ดังนั้นเราไม่จริงได้แย่ลงโดยการเพิ่มแรงดันไฟฟ้า?

$I^2\times R$

• มันหมายความว่าสายเคเบิลโดยธรรมชาติแล้วต้านทานการไหลของอิเล็กตรอน อิเล็กตรอนของมันอยู่ในสภาวะสมดุลและไม่ต้องการถูกผลักดันโดยผู้เข้าใหม่
• $I$$F$

เมื่อคุณนึกถึงมันไม่น่าแปลกใจที่อำนาจกระจายเป็นกำลังสอง หากคุณมีสายเคเบิลขนาดใหญ่มากมันจะทำให้รู้สึกว่ากำลังงานกระจายเป็นแบบเส้นตรง คุณจ่ายราคาคงที่สำหรับอิเล็กตรอนแต่ละตัวที่เข้ามาในสายเคเบิลที่มีขนาดเล็กลงสายเคเบิลจะอิ่มตัวและความสามารถในการรับอิเล็กตรอนใหม่ลดน้อยลง

วางมันทั้งหมดเข้าด้วยกัน

ต้องบอกทุกอย่างว่ามันค่อนข้างชัดเจนว่าข้อผิดพลาดของการให้เหตุผลไร้เดียงสาคืออะไร: เราใช้แรงดันไฟฟ้าระหว่างพื้นดินกับปลายสุดของสายเคเบิล แต่ปริมาณที่เข้าใจได้คือแรงดันไฟฟ้าข้ามจุดปลายของสายเคเบิล

มุมมองอื่นเกี่ยวกับเรื่องนี้คือทุกครั้งที่คุณพูดถึงแรงดันไฟฟ้าคุณต้องรู้ไม่เพียง แต่ปริมาณของโวลต์ที่มี แต่ยังหมายถึง 2 คะแนนที่อ้างถึงด้วย พวกเขาเป็นส่วนหนึ่งของคำนิยาม ในตัวเองความตึงเครียด 10 โวลต์ไม่มีความหมายทางกายภาพ ความตึงเครียด 10 โวลต์ระหว่างจุด A และจุด B ในทางตรงกันข้ามจะมีความหมาย

กลับไปที่ปัญหาโดยการเพิ่มแรงดันไฟฟ้าระหว่างพื้นดินและส่วนที่ 1 ของสายเคเบิลเราต้องการความเข้มที่ต่ำกว่าเพื่อส่งพลังงานจำนวนเดียวกันให้กับคนอื่นซึ่งจะใช้กระแสนี้และกินที่แรงดันระดับพื้นดิน .

ข้อสรุป

$I^2\times R = I\times V_2$$R$$V_2 = I\times R$

วิธีที่เท่าเทียมกันในการดูสิ่งนี้คือมันจะทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าตกที่ต่ำกว่าระหว่างศูนย์กลางและผู้บริโภค

ข้อ จำกัด คือคุณต้องมีอุปกรณ์พิเศษ ในสภาวะสุดขั้วหนึ่งถ้าความตึงเครียดสูงเกินไปอิเล็กตรอนในอากาศจะถูกผลักไปรอบ ๆ และจะสร้างกระแสไฟฟ้า (หรือที่เรียกว่า "พลาสมา")