Зниження втрат при передачі електроенергії

Зниження втрат при передачі електроенергії

Від електростанції електроенергія напругою 110-750 кВ переда-ється по лініях електропередач (ЛЕП) на головні або районні поні-лишнього підстанції, на яких напруга знижується до 6-35 кВ. Від розподільних пристроїв цю напругу по повітряним або кабельним ЛЕП передається до трансформаторних підстанцій, рас-покладеним в безпосередній близькості від споживачів електрич-чеський енергії.

На підстанції величина напруги знижується до 380 В і по воз-задушливим або кабельних лініях надходить безпосередньо до потре-вачів електроенергії в будинку.

Лінії мають четвертий (нульовий) провід 0, що дозволяє підлозі-чить фазна напруга 220 В, а також забезпечувати захист елек-троустановок.

Така схема дозволяє передати електроенергію споживачеві з найменшими втратами. Тому на шляху від електростанції до споживачів електроенергія трансформується з одного напруги-ня на інше. Спрощений приклад трансформації для невеликої ділянки енергосистеми показаний на малюнку.

Зниження втрат при передачі електроенергії

Мал. Приклад трансформації електроенергії при передачі споживачеві

Навіщо застосовують високу напругу при передачі електроенергії?

Відповідь проста - для зниження втрат на нагрівання проводів при пере-дачі на великі відстані. Втрати залежать від величини проходячи-ного струму і діаметра провідника, а не прикладеної напруги.

Припустимо, що з електростанції в місто, що знаходиться від неї на рас-стоянні 100 км, потрібно передавати електроенергію по одній лінії 30 МВт. Через те, що дроти лінії мають електричне опираючись-ня, ток їх нагріває. Ця теплота розсіюється і не може бути викорис-заклику. Енергія, що витрачається на нагрів, являє собою втрати.

Звести втрати до нуля неможливо. Але обмежити їх необ-обхідно. Тому допустимі втрати нормують, т. Е. При розрахунку про-водів лінії і виборі її напруги виходять з того, щоб втрати не перевищували, наприклад, 10% корисної потужності, що передається по лінії.

У нашому прикладі це 0,1x30 МВт = 3 МВт.

Якщо не застосовувати трансформацію, т. Е. Передавати електроене-енергію при напрузі 220 В, то для зниження втрат до заданого значення перетин проводів довелося б збільшити приблизно до 10 м 2. Діаметр такого «проводи» перевищує З м, а маса в прольоті становить сотні тонн.

Застосовуючи трансформацію, т. Е. Підвищуючи напругу в лінії, а потім, знижуючи його поблизу розташування споживачів, користуються іншим способом зниження втрат: зменшують струм в лінії.

Втрати при передачі електроенергії пропорційні квадрату сили струму.

Дійсно, при підвищенні напруги вдвічі ток знижується вдвічі, а втрати зменшуються в 4 рази. Якщо напруга підвищити в 100 разів, то втрати знизяться в 100 2. т. Е. В 10000 разів.

В якості ілюстрації ефективності підвищення напруги скажу, що по лінії електропередачі трифазного змінного струму напругою 500 кВ передають 1000 МВт на 1000 км.

Проходження електричного струму по проводах супроводжується втратами і падінням частини напруги на лінії, тому напругу у споживачів виявляється дещо меншим, ніж на початку лінії у підстанції. Щоб забезпечити прийнятні рівні напря-вання уздовж всієї лінії, на підстанції доводиться підтримувати напругу вище номіналу, т. Е. 380/220 В, а 400/230 В.

В електричних мережах сільських районів у споживачів, згідно з діючими нормами, допускаються відхилення напруги на 7,5% від номінального значення. Значить, на трифазному електро-приймачі допускається напруга в межах 350-410 В, а на однофазному 200-240 В.

Однак бувають випадки, коли величина напруги виходить за допустимі межі. При зниженні напруги:

♦ помітно падає інтенсивність електричного освітлення від ламп розжарювання;

♦ зменшується продуктивність електронагрівальних при-борів;

♦ порушується стійкість роботи телевізорів і інших радіое-лектронних приладів з електроживленням від мережі.

Підвищення напруги призводить до передчасного виходу з ладу електроламп і нагрівальних приладів. Електродвигуни в меншій мірі чутливі до відхилень напруги.

Схожі статті