Logica di selezione e fattori tecnici determinanti per le linee di trasmissione EHV: un'analisi approfondita

I. Chiarire innanzitutto i concetti: EHV e UHV

In una frase: l'EHV/UHV è il corridoio principale per la trasmissione di energia "interprovinciale, interregionale e tra grandi basi".

II. Perché utilizzare la trasmissione EHV/UHV?

1. La fisica: tensione più alta, minori perdite di linea

La potenza trasmessa P = √3 × U × I, mentre le perdite di linea:

Ploss = 3 × I² × R = P² × R / U²

Ogni raddoppio della tensione riduce le perdite di linea a 1/4 a parità di potenza.

2. Disallineamento spaziale tra risorse e carichi

La configurazione energetica della Cina è un classico modello "energia da ovest a est, energia da nord a sud":

• Ovest/Nord: abbondanti risorse idroelettriche, eoliche, solari e di carbone, ma consumo locale limitato
• Est/Costa: economie sviluppate con una densa domanda di elettricità ma scarse risorse energetiche

Senza l'UHV, l'energia dell'ovest non può raggiungere l'est — ecco perché l'UHV è definito vividamente "autostrada dell'energia".

3. Economia: per le lunghe distanze, una tensione più elevata conviene

Il costo totale della trasmissione a lunga distanza = costo di costruzione della linea + perdite di linea + investimento nella stazione. Con l'aumentare della distanza, il vantaggio in termini di riduzione delle perdite dell'alta tensione diventa sempre più significativo — entro la distanza di trasmissione economica, maggiore è il livello di tensione, maggiore è il rapporto costo-efficacia.

III. CA o CC? — Scegliere tra due percorsi tecnici

Trasmissione in CA

Trasmissione in CC (HVDC/UHVDC)

Regole di selezione

Scenario	Raccomandazione
Punto-punto su distanze molto lunghe (>1000km)	UHVDC (±800kV/±1100kV)
Interconnessione di rete regionale, derivazione intermedia	EHV AC (500kV/1000kV)
Trasmissione eolica offshore	HVDC (±320kV ecc.)
Trasmissione da grandi basi alla rete	UHVDC come scelta principale

La pratica della Cina: "CC per la trasmissione, CA per la rete" — il trasferimento massivo punto a punto tra regioni utilizza la CC; le reti intra-regionali utilizzano la CA.

IV. Selezione dei conduttori: perché le linee UHV utilizzano i "conduttori a fascio"?

1. Perdite per effetto corona e interferenze radio

Quando il campo elettrico sulla superficie del conduttore è troppo elevato, l'aria viene ionizzata producendo una scarica a corona:

• Spreca energia (perdite per effetto corona)
• Produce rumore udibile ("ronzio")
• Interferisce con le comunicazioni radio

2. Il principio dei conduttori a fascio

Un singolo conduttore di grandi dimensioni viene suddiviso in 2–8 sub-conduttori, fissati a una determinata distanza mediante distanziatori, formando un conduttore di fase:

      ○          ○      ○      ○
     ○ ○   o   ○ ○   ○ ○   ○ ○   (fascio da 2, fascio da 4, fascio da 6, fascio da 8)
      ○          ○      ○      ○

Effetto: il "raggio equivalente" del conduttore aumenta, riducendo l'intensità del campo elettrico superficiale, pertanto:

Numero tipico di conduttori per fascio:

• 500kV: 4 conduttori
• 1000kV: 8 conduttori
• ±800kV: 6 conduttori (ad es., 6×625mm²)

3. Materiale del conduttore e sezione trasversale

• Materiale: principalmente conduttore in alluminio con anima in acciaio (ACSR); rapporto alluminio/acciaio più elevato = migliore conduttività
• Sezione trasversale ampia: l'UHV utilizza comunemente conduttori a grande sezione trasversale da 500–1250mm² per ridurre le perdite di resistenza
• Tendenza: conduttori ad alta efficienza energetica (ad es., anima in lega di alluminio a media resistenza) per ridurre le perdite di linea

V. Selezione di tralicci e isolatori

1. Tipi di tralicci

2. Selezione degli isolatori

Gli isolatori per linee EHV/UHV affrontano la triplice sfida di alta tensione + lunga distanza + inquinamento:

Parametri chiave:

• Rapporto di fuga: maggiore è l'inquinamento dell'area, maggiore è la distanza di fuga richiesta (inquinamento di Classe IV ≥ 31 mm/kV)
• Resistenza ai fulmini: configurazione dei ponticelli e dei cavi di guardia
• Catene a V / catene di trazione: le sospensioni a V sono comuni nelle linee UHV per prevenire le collisioni dovute al galoppo dei conduttori

VI. Principali sfide ingegneristiche per le linee EHV/UHV

VII. Riepilogo della logica centrale della "Selezione" EHV/UHV

Fase 1: Determinare la capacità di trasferimento e la distanza
    ↓
Fase 2: Scegliere CC o CA (distanza >1000km e punto-punto → CC)
    ↓
Fase 3: Determinare il livello di tensione (migliore economicità per capacità e distanza)
    ↓
Fase 4: Progettazione del conduttore (numero di subconduttori, sezione trasversale, materiale → controllo dell'effetto corona e delle perdite)
    ↓
Fase 5: Progettazione dell'isolamento (tipo di isolatore, numero di dischi, rapporto di fuga → prevenzione del flashover da inquinamento)
    ↓
Fase 6: Struttura meccanica (tralicci, anti-galloppamento, anti-ghiacciamento)
    ↓
Fase 7: Apparecchiature ausiliarie (interruttori automatici, scaricatori di sovratensione, TA/TV, sottostazioni)

VIII. ROCKWILL e apparecchiature ausiliarie EHV/UHV

Sebbene la costruzione di linee sia un progetto su larga scala guidato dai gestori di rete, ROCKWILL fornisce un anello chiave nelle apparecchiature ausiliarie per i sistemi EHV/UHV:

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Modificato da：Dyson