Energie electrică trebuie să transmită pe distanțe lungi. Motivele sunt după cum urmează:
- este imposibil să se păstreze, și ar trebui să consume imediat;
- consumatorii de energie electrică situată departe. Generarea de energie electrică în centrale electrice care au in apropiere de surse de materii prime (hidro, combustibil).
Transmiterea energiei pe distanțe lungi, este destul de o provocare. Aproximativ 20% din energia generată este pierdută în timpul transmisiei.
linii electrice Cabluri șoc termic. Prin Joule - Lenz căldură, care devine cheltuită în energia de încălzire poate fi calculat prin formula: Q = IRT - cantitatea de căldură (J) unde R - rezistența liniei (ohmi), t - timpul (s), I - pătrat amperaj (A) Dacă lungimea liniei este foarte mare, transmisia de energie poate fi dezavantajoase economic. Acest lucru arată că se poate reduce pierderea în două moduri: - în primul rând, reducerea rezistenței cabluri R, in - a doua reducere a acestora în intensitatea curentului I. Reducerea rezistenței firelor conductoare la o distanță prestabilită între centrala electrică și consumatorii nu poate fi decât un rezultat al creșterii ariei secțiunii transversale a firelor, în mod evident, dezavantajoase și poate fi efectuată numai într-un interval mic.
fire mari, are o rezistență minimă, dar inhibă utilizarea sa, consumul de metal și liniile de suport nu poate suporta greutatea acestor fire.
Creșterea AC nu tensiune de modificarea puterii de transmisie, prin utilizarea unui transformator. De aceea, fără un transformator pentru a transmite energie electrică pe distanțe lungi, în condițiile actuale este imposibilă.
dispus imediat în spatele transformator ridicător generatorului. Transformatorul crește tensiunea și amperajul aceeași cantitate de timp este redus. Puterea rămâne aproape neschimbat.
Această tensiune ridicată la capătul liniei trebuie să fie coborât, în scopul de a utiliza energie electrică la rețeaua de iluminat, pentru mașini care folosesc motoare electrice, etc. Acest lucru se face folosind transformatoare coborâtoare. Tensiunea este redus și, în consecință, curentul crește treptat, folosind mai multe transformatoare situate pe linie. Tensiunea devine mai mică și circuitul electric este mai mare.
Urgența problema creșterii capacității liniilor de transport
Este cunoscut faptul că, în ultimii ani, multe orașe se confruntă cu problema capacității limitate a liniei de transmisie. Pentru a îndeplini cerințele din ce în ce mai mare de companii de rețea trebuie să modifice în mod constant rețeaua existentă folosind următoarele tehnici clasice:
- construcția de linii de transport suplimentare;
- înlocuind fire pe secțiunea transversală mare;
- creștere de tensiune;
- divizare de fază.
În ciuda faptului că aceste metode pot fi aplicate, uneori, toate au dezavantaje semnificative. Prima soluție necesită o investiție semnificativă de timp și de a primi instalarea unor noi linii de rezolutie. Al doilea nu este întotdeauna posibil, deoarece din sârmă de oțel-aluminiu are o secțiune transversală mai mare a unui astfel de masă, pe care suportul vechi de multe ori nu sunt proiectate, ceea ce duce în cele din urmă la necesitatea de a instala noi linii de transport de energie suportă dimensiune mai mare. Organizarea construcției de noi turnuri pot transforma probleme grave în zonele dens populate, zone de terenuri private în parcuri naționale, rezervații naturale și din alte zone cu o interdicție privind construcția. A treia și a patra soluțiile conduce aproape întotdeauna la necesitatea de a reconstrui întreaga linie.
De aici nevoia urgentă de o creștere substanțială a liniilor electrice aeriene de putere de transmisie, în măsura în care este posibil, evitând construirea de noi linii, o revizuire completă a liniilor existente, suspendarea de noi circuite, etc.
Noi modalități de a crește capacitatea liniilor aeriene și tendințele actuale
În prezent, există soluții, care nu au dezavantajele de mai sus metode. Aceste soluții conduce la creșterea capacității de transfer curent a liniilor existente, prin utilizarea unor fire speciale. Această formulare a problemei este atractivă atât din punct de vedere tehnic și economic de vedere.
Până în prezent, următoarele cerințe se aplică la firele de curent:
- conductivitate electrică ridicată maximă;
- rezistență mecanică maximă;
- greutate redusă;
- rezistență la temperaturi ridicate;
- alungire temperatură mică;
- rezistență și rezistența la vânt îmbătrânire.
îndeplinirea cerințelor de mai sus sunt condiții care se exclud reciproc, cum ar fi cea mai bună conductivitate electrică este furnizată de alumină de înaltă puritate, dar puterea este redusă în mod semnificativ. Prin urmare, pentru a obține stabilitatea termică necesară a fost luată în considerare utilizarea materialelor rezistente la precipitare, aliaje de zirconiu, materiale compozite și alte materiale care randamentul și introducerea de fibre de alumină.
companii din lume - producători de fire moderne linii electrice
Pe piața mondială în producția de fire clasice și de specialitate ies în afară de o duzină de câteva companii. Până în prezent, furnizorii cei mai relevante au decis deja:
- Nexans, Belgia;
- Lumpi-Berndorf, Austria;
- J-Power Systems, Japonia.
Caracteristicile de proiectare ale firelor AERO-Z, Nexans, Belgia
O soluție la problema este utilizarea așa-numitele fire de tip compact, AERO-Z. Tabelul 1 prezintă caracteristicile comparative ale firelor de oțel-aluminiu și AU 240/56 AERO-Z 346-2Z.
Caracteristica principală a AERO-Z sârmă este straturi conductoare în formă de sârmă - secțiunea lor transversală seamănă cu litera «Z» (a se vedea figura 1 ..).
Principii și eficacitate
bobinele superioare de aproape perfect netedă (vezi. fig. 1), are o ușoară caneluri elicoidale care apar între muchiile superioare ale formă Z fire. Aceasta realizează o reducere considerabilă a coeficientului de rezistență la înaintare cele mai puternice vânturi. O astfel de reducere implică mai puține tensiuni mecanice în lagărele cu fire de diametru egal sau crește secțiunea electroconductor utilă la tensiuni mecanice egale în lagăre.
Când sârmă exterior rupere spirală fire AERONAUTICĂ Z rămân în loc sub acțiunea solicitărilor mecanice de operare. Această proprietate este menținută atâta timp cât nu există nici o rupere de cinci fire adiacente.
O suprafață mare de contact intre firele îmbunătățește amortizare.
cabluri auto-stingere îmbunătățită pe verticală și torsiune reduce foarte mult problema de dansuri complicate. Probabilitatea de a dansa este mult mai mic, iar în cazul în care se produce, amplitudinea acesteia va fi semnificativ mai mică.
Wire rezistă mai bine zăpadă și gheață. Formarea de furtune de gheață devine mai dificil. Greutatea medie a acoperită cu gheață este jumătate observate în condiții extreme. Mai mult decât atât, trebuie remarcat faptul că creșterile sunt separate mai rapid datorită mai mare rigiditate la torsiune a firului.
Fire TACSR / ACS și TACSR / firma HICIN «Lumpi-Berndorf», Austria
Cresterea fire de throughput TACSR / ACS și TACSR / HICIN cu condiția temperatura de funcționare mai mare. Aceste fire sunt rezistente la temperaturi ridicate pot, în condiții de timp pentru a transporta o capacitate care transportă curent mai mare decât cele tradiționale firele de oțel și aluminiu.
Fire în structură se aseamănă cu sârmă clasic AC: miez și elicea conductiv (vezi figura 2 ..).
Diferențele în structura constau din material. Conductive fire de înaltă spirală din special rezistent la căldură din aluminiu TA sau sverhtermostoykogo aliaj ZTA.
Ambele TAs și ZTA aliaj compus din aluminiu pur, cu un adaos de zirconiu, cu deosebirea că aliajul ZTA are o cantitate mai mare de zirconiu. Zirconiul poate crește temperatura de recristalizare a componentei principale - aluminiu. Ca rezultat, firele conductoare păstrează toate caracteristicile mecanice și electrice asupra încălzirii (vezi. Tabelul 2).
Utilizarea aliaj Invar ca material de miez de sârmă poate reduce semnificativ sag. Folosind sârmă din aluminiu rezistent la căldură, ca parte a curentului purtător prevede posibilitatea de a crește capacitatea legăturii în jumătate și utilizarea aliajului supertermoustoychivogo de două ori. Tabelul 4 prezintă compararea diferitelor fire de performanță. Liniile care funcționează în modul normal, la o temperatură de fire 150 ° C sau 210 ° C nu sunt afectate de depunerea de gheață, ceea ce inseamna ca o scădere bruscă a probabilității de apariție a dansului și scăderea vârfurilor de sarcină pe rulmenți. Fire TACSR / HACIN în proiectare nu diferă de conductorii clasice. Acest lucru face posibilă utilizarea tuturor tipurilor cunoscute de armare: spirală, cleme de pană și comprimabile.
Metodele de lucru și instalarea cablurilor sunt identice cu procedurile de sârmă difuzor clasic. Ea nu are nevoie de noi tehnologii, echipamente și formare.
Fire de companie GTACSR «J-Power», Japonia
Creșterea capacității de sârmă GTACSR este asigurată precum firele «Lumpi Berndorf» temperaturi mai mari de operare. Aceste fire sunt rezistente la temperaturi ridicate pot, în condiții de timp pentru a transporta o sarcină de curent mare.
caracteristica Wire GTACSR este că între straturile conductoare de sârmă și miez de oțel are un decalaj (Fig ..), De aici numele - „sârmă la diferența.“
Avantajele acestui aranjament este acela că la instalarea și tracțiune toate operațiile suplimentare necesare pe miezul de oțel și, respectiv, coeficientul de dilatare și modulul de elasticitate al firului în ansamblu coincid cu caracteristicile oțelului. Wire elongație considerabil mai puțin sensibil prin creșterea temperaturii. La temperaturi de funcționare (
150 ° C) Sag săgeată fire semnificativ mai mic decât pentru orice alte fire (la aceeași temperatură). Acesta este un avantaj distinct al acestui fir. Combinația acestor avantaje, plus lățime de bandă de mare fac din acest cablu cel mai avansat tehnologic.
Desigur, trebuie remarcat și care rezultă defecte de proiectare sârmă:
- construcție complexă conductoare;
- Tehnologia de montare de sârmă este foarte complicat; necesită echipament special și personal instruit. cerințe stricte, pentru tranzit - nu mai mult de 3 stâlpi de susținere în secțiunea de tensiune;
- Reparați firul se transformă într-o întreprindere foarte complexă;
- costul ridicat al firului
400% față de conductor de curent alternativ.
Probleme de transmisie a puterii în transmiterea energiei electrice pe distanțe lungi
rețea electrică prin cablu în România și alte țări sunt caracterizate printr-o pierdere semnificativă. Pierderile de structură exemplu România este prezentat în tabelul de mai jos.
Tabelul 1. Pierderea în rețelele de putere RF
Trebuie remarcat faptul că intervalul de transmitere a tehnologiilor utilizate în prezent (linii electrice aeriene, concepute în secolul al XIX-lea) nu îndeplinește cerințele de dezvoltare economică a industriei și agriculturii. Când distanța de transmisie necesară pentru o distribuție uniformă a energiei electrice au loc pierderi inacceptabil de mari (până la 50% în industria agricolă și minieră).
Tabelul de mai jos prezintă transmisia la distanță punct de vedere economic.
Sarcina de a dezvolta și de punere în aplicare a transferului de tehnologie alternativă de energie pe o distanță, care să permită transferul de energie la distanțe mari, necesită o soluție cât mai curând posibil. Conform celor mai optimiste estimări, un minim de 50 de ani în lumea alerga afară de energie naturală. O dezvoltare ulterioară a energiei nucleare, în lumina unor accidente majore recente în URSS și Japonia. Este în cauză. Este necesar să se caute noi surse de energie, iar acestea sunt deja cunoscute. Un potențial uriaș ascunse în utilizarea energiei solare. Tehnologiile moderne permit astăzi să obțină suficientă energie ieftină, care poate acoperi nevoile întregului glob. Problema principală este modul de a transfera o mare cantitate de energie la distanță.
O metodă bazată pe inducție electromagnetică
O metodă bazată pe utilizarea frecvențelor radio și radiații cu microunde
Noile evoluții, ceea ce a permis după 100 de ani Nikola Tesla să pună în aplicare cu succes transmiterea energiei electrice la câțiva metri. Principalele dezavantaje sunt:
- disipare de mare putere;
- dependența de obstacolele în calea de transport.
Pentru a rezolva aceste probleme, se presupune utilizarea unui fascicul de energie concentrat, și senzor de corectare, care nu este întotdeauna de dorit din punct de vedere economic și de vedere tehnic.
O metodă bazată pe radio și cuptoare cu microunde
Destul de o idee interesantă, care a încercat să pună în aplicare în a doua jumătate a secolului trecut, pentru transmiterea energiei pe distanțe lungi, de exemplu, din spațiu. După cum se dovedește, că pentru punerea sa în aplicare cu succes, este necesar să se utilizeze o antenă de emisie și recepție 1 și un diametru de 10 km, respectiv, care împiedică în mod substanțial utilizarea practică a acestei metode.
O metodă bazată pe utilizarea laserului
Cel mai promițător mod de până în prezent. Folosind cele mai recente dioda laser, care a redus pierderile de transmisie a energiei electrice de până la 50%. Există modele de avioane de tentativă și aparate care rulează pe energia transmisă de laser. Problema principală rămâne dependentă de obstacolele și o disipare mare de energie electrică în atmosferă.
În ciuda faptului că acest tip de transmitere a energiei electrice a fost cunoscut pentru o lungă perioadă de timp, rămâne nerealizată din cauza costului ridicat și o varietate de dificultăți tehnice. Dar omenirea va trebui să le depășească sau să găsească alte mijloace alternative de transmitere cu succes. În caz contrar, el va trebui să se confrunte cu criza energetică în viitorul apropiat previzibil.
Evoluții în domeniul transferului de tehnologie energetice esențiale
Ca parte a studiilor avansate în eter fizicii, a avut loc în BIUVNT de la începutul secolului XXI, principiile și bazele tehnologiei de transmisie a puterii pe distanțe lungi au fost dezvoltate pentru a optimiza sistemele energetice existente, prin reducerea pierderilor la nivelul de transmisie a puterii 10 - 25%, tipic pentru liniile electrice existente la 1% sau mai puțin, la distanțe de circa 10 mii. km. reducerea costurilor de construcție a liniilor de transmisie a puterii, cel puțin un ordin de mărime în creștere factor de capacitate, cu o putere de 0.4-0.7, și curentul la 0,95 de mai sus, compensarea sarcinilor de vârf și probleme de alimentare rețele de sincronizare.
În prezent, BIUVNT lucrează la îmbunătățirea noilor tehnologii pentru utilizarea în elektrokorporatsiyah coloana vertebrală și punerea sa în aplicare pentru ultra transmisie pe distanțe lungi a problemelor energetice specifice EESRumyniyai Kazahstan.
Știați că atunci când unii cercetători încearcă să concilieze relativității și fizicii eteric, spune, de exemplu, că cosmosul este compus din 70% din „vid fizice“, și 30% - din substanța și câmpul, ei vor cădea în contradicție logică fundamentală. Această contradicție este după cum urmează.
Știri
Cavalerii Teoria eter