Передача электроэнергии на дальние расстояния

Энергосистемой называют совокупность центров производства, передачи, переработки и потребления электроэнергии. Т.е. это электростанции, средства доставки энергии, а также инфраструктура преобразования и распределения, ну и конечные потребители. Энергосистемы развитых стран достаточно сложны. С одной стороны, различные типы электростанций. Теплоэлектроцентрали внутри городов, гидростанции на водных артериях, множество прочих видов источников электричества. С другой стороны, множество населенных пунктов, в каждом из которых тысячи и тысячи потребителей. Как рядовых, так и таких гигантов, как, например, алюминиевые заводы. Все эти объекты должны быть связаны между собой. Причем вся инфраструктура должна работать, как единый организм, поскольку невозможна аккумуляция, хранение, электричества. Зачем нужно передавать электричество на дальние расстояния? Дело в том, что электростанции удобнее строить ближе к источникам топлива. А потребители, как правило, удалены от них. Энергосистемы физически покрывают страны и континенты, поэтому важную роль играет непосредственная связь между точками системы. Линии электропередачи - транспортные артерии для доставки электроэнергии. Электрические сети осуществляют передачу, распределение и преобразование электроэнергии в соответствии с возможностями источников и требованиями потребителей. Линии бывают наземные, подземные и подводные, по методу их прокладки. Протяженность их огромна и с этим связана главная проблема, которую приходится решать - потери. Изначально осуществлялась передача постоянного тока. Уже при длине кабеля в несколько сот метров мощность потребителя падала. Энергия тратилась на нагрев самого кабеля. Потеря мощности в проводниках зависит от его сопротивления и, в значительной мере, от силы тока, проходящего через него. Сопротивление провода можно уменьшать, увеличивая его сечение, но это очень затратно, поэтому следует уменьшать силу тока. Поскольку мощность рассчитывается как произведение силы тока на напряжение, то логично, что при уменьшении силы тока для снижения потерь, можно сохранить изначальную мощность только пропорционально увеличивая напряжение. На большие расстояния, само собой, передают большие мощности, смысла передавать малые просто нет. Поэтому для минимизации потерь делается это на очень высоких напряжениях. Генераторы электростанций, вырабатывают переменный ток невысокого напряжения. Поэтому для его доставки, с помощью трансформаторов на выходе генератора напряжение повышают. При высоком напряжении осуществляют доставку посредством линий передач. Но потребление электроэнергии с высоким напряжением проблематично для потребителей. Поэтому в конечных точках напряжение понижают до уровня, приемлемого конкретным потребителям и распределяют. Линии электропередач делятся на различные классы в зависимости от их конструктивного устройства, вольтажа, а так же назначению. Классификация по предназначению отправляет линии, передающие напряжение в 500кВ и выше в класс сверхдальних линий. Они предназначены для передачи энергии на далекое расстояние, для связи между энергосистемами. Магистральные, с напряжением 220 и 330 кВ, для включения в энергосети мощных электростанций, а так же связи электростанций внутри энергосистем. Линии, которые работают с напряжением от 35 до 150кВ относят к распределительным. Служат для вязи населенных пунктов и предприятий с распределительными центрами энергосетей. Линии с напряжением менее 20кВ используются для доставки электроэнергии до конечного потребителя. Для каждого вида существуют пределы, т.е. пропускная способность. Максимальная передаваемая мощность зависит от таких факторов как потери на корону, нагрев проводника и условий устойчивости. Существует связь между мощностью, передаваемую через ЛЭП и протяженностью ЛЭП, а так же напряжением переменного тока. При определенных условиях, можно примерно считать, что для ЛЭП, максимальная мощность будет пропорциональна квадрату напряжения. Доставка электроэнергии осуществляется на расстояния в тысячи километров. Работоспособные энергосистемы являются жизненно важной частью функционирования любой страны. ? Типы электростанций Электростанции - это предприятие производящее электрическую энергию. Без нее не мыслима жизнь современного человека. Всё электричество, используемое в быту, производстве, транспорте вырабатывается на электростанциях. Первые из них появились в конце 19го века и с тех пор увеличивалось их количество, мощность, КПД и их типы. Т.е. способы получения электроэнергии. Основная цель работы всех электростанций - это преобразование неэлектрических видов энергии, таких как механическая, химическая, тепловая в электрическую энергию. В большинстве типов электростанций для этого используется электрический генератор переменного тока. В простейшем понимании, его принцип действия основан на явлении электромагнитной индукции - возникновении электромаг