Mga Network ng Electrical Transmission – EHV at HV Overhead Lines
Mga Network ng Electrical Transmission at Overhead Lines
Sa mga sistema ng elektrikong lakas, ang Extra High Voltage (EHV, kung saan ang tensyon V≥150 kV at High Voltage (HV, na may 60 kV ≤ V <150 kV) ay karaniwang ginagamit para sa pagpapadala ng enerhiya. Ang paggamit ng mga mataas na antas ng tensyon na ito ay naglilingkod upang mabawasan ang kasalukuyang lumilipad sa mga linya ng transmission. Ayon sa Batas ni Joule, W=RI2t=UIt, kung saan ang W ay kumakatawan sa enerhiyang napawisan bilang init, ang R ay ang resistensiya ng konduktor, ang I ay ang kasalukuyan, ang t ay ang oras, at ang U ay ang tensyon. Sa pamamagitan ng pagbabawas ng kasalukuyan, naging posible na mabawasan ang cross-section ng mga konduktor, na sa pamamaraan ay nagpapaliit rin ng pagkawala ng lakas dahil sa epekto ng Joule.
Ang mga network ng transmission ay karaniwang nagsisimula mula sa mga power station at substation. Habang ang overhead lines ang pangunahing komponente sa maraming lugar, sa mga urban settings, ang mga underground insulated cables ang kadalasang kinakailangan dahil sa limitasyon ng espasyo at mga konsiderasyon sa estetika.
Ang EHV at HV overhead lines ay pangunahing binubuo ng mga sumusunod na mahahalagang elemento:
Ang mga kagamitang ginagamit para sa pagpapadala ng lakas ay inihanda upang mabawasan ang pagbuo ng corona discharge. Ang corona rings, tulad ng ipinapakita sa Figure 1, ay naglalaro ng mahalagang papel dito. Sa pamamagitan ng pag-iwas ng electric field sa mas malaking lugar, ito ay nagbabawas ng gradient ng field sa ibaba ng threshold ng corona, na nagpapahinto ng corona discharge. Ito ay hindi lamang tumutulong upang maprevent ang pagkawala ng lakas na may kaugnayan sa corona, kundi nagbawas din ng audible noise at electromagnetic interference, nakakatulong sa kabuuang efisyensiya at reliabilidad ng sistema ng transmission.
Proteksyon Laban sa Kidlat para sa Overhead Lines at Ang Tungkulin ng OPGW Cables
Isa sa mga pinakamahalagang banta sa overhead lines ay ang kidlat. Ang mga linyang ito ay nakalantad sa panganib ng pagbomba ng kidlat sa buong haba nito, kaya ang proteksyon na ibinibigay ng mga surge arresters sa mga substation ay hindi sapat. Kailangan ng karagdagang mga hakbang ng pagprotekta upang matiyak ang reliabilidad at seguridad ng sistema ng transmission.
Upang tugunan ang isyu na ito, "lightning aerial protection wires" ang inilalagay sa buong ruta ng overhead lines. Sa mga ito, ang Optical Power Ground Wire (OPGW) cables ay malawak na ginagamit dahil sa kanilang dual functionality. Ang isang OPGW cable ay may tubular na estruktura na naglalaman ng isa o higit pang optical single-mode fibers sa gitna nito. Ang central fiber assembly na ito ay pagkatapos ay nakaliligiran ng maraming layer ng bakal at aluminium wires.
Ang mga conductive outer layers ng OPGW cable ay naglalaro ng mahalagang papel sa electrical protection. Ito ay konekta ang mga magkatabing transmission towers sa lupa, nagbibigay ng low-resistance pathway para sa lightning currents. Sa pamamagitan ng paggawa nito, ito ay epektibong sumasadya sa mga power conductors mula sa direkta na pagbomba ng kidlat, nagpapaliit ng posibilidad ng pinsala sa pangunahing transmission lines.
Kasabay nito, ang mga optical fibers sa loob ng OPGW cable ay nagbibigay ng mahahalagang mga benepisyo sa komunikasyon. Ang mga ito ay maaaring gamitin para sa high-speed data transmission, nagpapatupad ng iba't ibang pangangailangan sa sektor ng elektrikong utility. Ginagamit ito para sa mga internal na aplikasyon tulad ng proteksyon at kontrol ng transmission lines, nagbibigay ng real-time monitoring at mabilis na tugon sa potensyal na mga isyu. Bukod dito, ito ay sumusuporta sa mga pangangailangan sa voice at data communication, nagpapahusay ng seamless coordination sa pagitan ng iba't ibang bahagi ng power grid.
Ang mga optical fibers mismo ay may mahusay na insulating properties, na nagbibigay ng inherent na proteksyon laban sa electrical induction mula sa mga power transmission lines at kidlat. Sila ay din highly resistant sa external noise at cross-talk, nagpapahusay ng integridad ng transmitted data. Bukod dito, ang mga optical fibers ay may napakababang transmission losses, nagpapahusay sa kanilang ideya para sa long-distance, high-speed data transfer nang walang significant signal degradation.
Ang Figure 2 ay nagpapakita ng isang typical na halimbawa ng isang OPGW cable, nagpapakita ng kanyang unique na estruktura at nagpapakita kung paano ito nag-combine ng electrical protection at communication capabilities, nagpapahusay sa kanyang indispensability sa modern na mga sistema ng overhead transmission line.
Sa ilang bansa, para sa mga lumang overhead lines na gumagana sa tensyon level ng 72.5 kV, isang partikular na approach sa lightning protection ang dating ginagamit. Historically, ang unang apat o limang span na nasa tabi ng mga substation lamang ang may protective measures, at ang Aluminium Conductor Steel - Reinforced (ACSR) cables ang ginagamit para dito. Gayunpaman, ang solusyong ito ay ngayon ay naidedok. Ang Optical Power Ground Wire (OPGW) cable ang naging preferred choice, dahil ito ay hindi lamang nagbibigay ng epektibong proteksyon laban sa kidlat, kundi nagbibigay din ng data communication sa pagitan ng mga substation, nagbibigay ng mas comprehensive at versatile na solusyon.
Ang mga insulated cables ay karaniwang may cross-linked polyethylene (XLPE) insulation. Ang mga kable na ito ay tipikal na may aluminium conductors at disenyo para sa single-phase applications. Ang paggamit ng XLPE insulation ay nagbibigay ng mahusay na electrical properties, mechanical strength, at durability, nagpapahusay sa kanyang suitability para sa power transmission.
Ang Extra High Voltage (EHV) at High Voltage (HV) transmission networks madalas na nag-adopt ng "ring" configuration. Tulad ng ipinapakita sa Figure 3, ang setup na ito ay may significant degree of complexity. Ang ring configuration ay nagbibigay ng enhanced reliability at flexibility sa power distribution, nagpapahusay sa load sharing at mas madaling maintenance at operation ng network. Ito ay nagbibigay ng kakayahan upang i-reoute ang power sa kaso ng isang kapansanan o gawain ng maintenance, nagpapaliit ng disruptions sa power supply at nagpapahusay ng mas stable at efficient na sistema ng transmission.
