Elektroenerģijas pārnesuma tīkli – EHV un HV gaisa līnijas
Elektroenerģijas pārvade un gaisa līnijas
Elektroenerģijas sistēmās bieži izmanto ļoti augsto spriegumu (EHV, kur spriegums V≥150 kV) un augstu spriegumu (HV, kur 60 kV ≤ V <150 kV) enerģijas pārvedē. Šo augstsprieguma līmeņu izmantošana mazina strāvas stiprumu, kas plūst pa pārvešanas līnijām. Pēc Joules likuma, W=RI2t=UIt, kur W apzīmē kā ar siltumu izplatīto enerģiju, R ir vada pretestība, I ir strāvas stiprums, t ir laiks, un U ir spriegums. Samazinot strāvas stiprumu, iespējams samazināt vadu šķērsgriezumu, tādējādi arī mazinot enerģijas zudumus, ko rada Joules efekts.
Pārvešanas tīkli parasti sākas no elektrostacijām un transformatorstacijām. Lai arī gaisa līnijas ir dominējošā komponente daudzās teritorijās, pilsētu apstākļos bieži ir nepieciešamas apakšzemē ieietavas izolētas kabeles, tāpēc ka telpas ierobežojumi un estētiski apsvērumi.
EHV un HV gaisa līnijas galvenokārt sastāv no šādiem atslēgvielmi:
Enerģijas pārvedes aprīkojums ir izstrādāts, lai minimizētu koronas izplūdes veidošanos. Koronas apvidi, kā attēlots 1. diagrammā, šajā ziņā spēlē būtisku lomu. Platot elektrisko lauku lielākā platībā, tie samazina lauka gradiens zem koronas sliekšņa, efektīvi nomierinot koronas izplūdi. Tas ne tikai palīdz novērst koronas dēļ radītos enerģijas zudumus, bet arī samazina dzirdamo troksni un elektromagnētisko interferenci, ieguldījot vispārējā pārvedes sistēmas efektivitātē un uzticamībā.
Aizsardzība pret miglām gaisa līnijām un OPGW kabeļu loma
Viens no lielākajiem draudiem gaisa līnijām ir miglas. Šīs līnijas ir pakļautas miglu traukšanas riskam visā garumā, tāpēc aizsardzība, ko sniedz tikai transformatorstacijās ievērotie miglu aizsargspēki, nav pietiekama. Papildus aizsardzības pasākumi ir vitāli svarīgi, lai nodrošinātu pārvedes sistēmas uzticamību un drošību.
Lai risinātu šo problēmu, "miglu aizsardzības gaismas vadi" tiek instalēti pa visu gaisa līniju maršrutu. Starp šiem, Optiskās Jaudas Zemes Kabeles (OPGW) tiek plaši izmantotas tās divfunkcionālā dēļ. OPGW kabēle ir ar tubulāru struktūru, kas ietver vienu vai vairākus optiskus vienmodes fibru kodolu. Šis centrālais fibru komplekss tad tiek apkārtaināts ar vairākiem stāļa un alumīnija vadiem slāņiem.
OPGW kabēles vedēju ārējie slāņi spēlē būtisku lomu elektriskā aizsardzībā. Tie savieno blakus esošās pārvešanas tornis ar zemi, izveidojot zemu pretestības ceļu miglu strāvai. Tādējādi tie efektīvi aizsargā enerģijas vadi no tiešām miglu traukšanām, samazinot iespējamību, ka tiek bojāti galvenie pārvedes līnijas vadi.
Tajā pašā laikā OPGW kabēles optiskie fibri piedāvā nozīmīgas komunikācijas priekšrocības. Šie fibri var tikt izmantoti augstā ātruma datu pārraidei, apmierojot dažādas vajadzības elektrosistēmu nozarē. Tie tiek izmantoti iekšējiem mērķiem, piemēram, pārvešanas līniju aizsardzībai un kontrolēšanai, ļaujot reāllaika monitoringu un ātru reaģēšanu potenciālām problēmām. Papildus tam, tie atbalsta balss un datu komunikācijas prasības, nodrošinot bezsekmju koordināciju starp dažādām elektrotīkla daļām.
Optiskie fibri paši par sevi ir ar labām izolācijas īpašībām, kas nodrošina inherešanu pret elektriskā indukcija no enerģijas pārvedes līnijām un miglu iedarbību. Tie ir arī ļoti atsparīgi pret ārējo troksni un kryža runāšanu, nodrošinot pārnestā datu integritāti. Turklāt, optiskie fibri ir ar ļoti zemiem pārnesumu zudumiem, padarot tos ideāli ilgā distancēm, augstā ātruma datu pārnesei, nesasniedzot nozīmīgu signāla degenerāciju.
2. diagramma parāda tipisku OPGW kabēles piemēru, izcelot tās unikālo struktūru un atzīmējot, kā tā kombinē elektrisko aizsardzību un komunikācijas spējas, padarot to par nepieciešamu komponentu modernā gaisa pārvedes līniju sistēmā.
Dažās valstīs, vecākām gaisa līnijām, kas darbojas 72,5 kV sprieguma līmenī, bija lietota konkrēta aizsardzības pret miglām pieeja. Vēsturiski tikai pirmie četri vai pieci posmi, kas atrodas tuvāk transformatorstacijām, tika aprīkoti aizsardzības pasākumiem, un šim nolūkam tika izmantoti Alumīnija Vadi Ar Staļstiena Armatūru (ACSR). Tomēr šis risinājums tagad ir izbeidzis. Optiskā Jaudas Zemes Kabēle (OPGW) ir kļuvusi par izvēlēto variantu, jo tā ne tikai piedāvā efektīvu aizsardzību pret miglām, bet arī ļauj datu komunikāciju starp transformatorstacijām, nodrošinot plašāku un universālāku risinājumu.
Apakšzemē ieietavas izolētās kabeles bieži ietver krušoto polietilēnu (XLPE) izolāciju. Šīs kabeles parasti ir ar alumīnija vadiem un ir izstrādātas vienfazējam lietojumam. XLPE izolācijas izmantošana nodrošina labas elektriskās īpašības, mehānisko stiprumu un ilgumu, padarot tos atbilstošiem enerģijas pārvedei.
Ļoti augsti (EHV) un augsti (HV) sprieguma pārvešanas tīkli bieži pieņem "apgaismojuma" konfigurāciju. Kā attēlots 3. diagrammā, šī izvēlne ir raksturota ar lielu sarežģītību. Apgaismojuma konfigurācija piedāvā palielinātu uzticamību un elastību enerģijas sadalīšanā, ļaujot labāku krājumu dalīšanos un vieglāku tīkla uzturēšanu un darbību. Tā ļauj enerģijas pāradresēšanu gadījumā, ja notiek defekts vai uzturēšanas darbi, samazinot pārtraukumus enerģijas piegādei un nodrošinot stabilāku un efektīvāku pārvedes sistēmu.
