Електрични преносни мрежи – НН и ВН високонапонски линии
Електрични преносни мрежи и високонапоњени водови
Во електричните системи за произведување на енергија, екстремно висок напон (EHV, каде што напонот V≥150 kV и висок напон (HV, со 60 kV ≤ V <150 kV) се често користат за пренос на енергија. Користата на овие нивоа на висок напон е да се намали токот кој протича низ преносните линии. Според законот на Џоул, W=RI2t=UIt, каде што W представува енергијата која се губи како топлина, R е отпорот на проводникот, I е токот, t е временото, а U е напонот. Со намалување на токот, постаѓа можно да се намали пресечната површина на проводниците, што исто така ја минимизира губитокот на моќ поради Џоул ефектот.
Преносните мрежи обично потекнуваат од електроцентрали и подстанции. Иако високонапоњените водови се доминантен компонент во многу области, во урбани области, изолирани подземни кабели често се неопходни поради ограничувањата на просторот и естетските размислувања.
ЕХВ и ХВ високонапоњените водови се претставуваат со следните клучни елементи:
Опремата за пренос на енергија е инженерисана со цел да се минимизира формирањето на корона дискрета. Корона прстените, како што се прикажани на Слика 1, играат важна улога во ова. Со ширирање на електричното поле над поширока област, тие го намалуваат полето под корона pragot, ефективно потискажувајќи корона дискрета. Ова не само помага во спречувањето на губитоци на моќ поврзани со корона, туку и го намалува слушливоста на звук и електромагнетна интерференција, допринашувајќи кон општата ефикасност и надежност на системот за пренос.
Защита против грмеж за високонапоњени водови и улогата на OPGW каблите
Еден од најзначајните опасности за високонапоњените водови е грмеж. Овие водови се испоставени на ризик од удари со грмеж низ целата нивна должина, што значи дека защитата која се дава само со заштитни уреди во подстанциите е недоволна. Додатни мерки за заштита се неопходни за осигурување на надежноста и безопасноста на системот за пренос.
За да се справи со овој проблем, „грмежни аерни заштитни жице“ се инсталираат низ целата патека на високонапоњените водови. Меѓу нив, Оптички Можен Земјишни Кабели (OPGW) се широко користат поради нивната двојна функционалност. OPGW кабелот има тубулена структура која ги содржи една или повеќе оптички единични модни фибри во својот јадер. Овој централен фибри асемблираја е затоа околен со повеќе слоеви на челик и алуминиум жици.
Проводливите надворешни слоеви на OPGW кабелот имаат важна улога во електричната заштита. Тие ги поврзуваат соседните преносни кули со земјата, создавајќи пат со ниско отпор на токот од грмеж. Со тоа, ефективно ги штитат главните преносни линии од директни удари со грмеж, намалувајќи веројатноста за повреда на главните преносни линии.
Самовремено, оптичките фибри во OPGW кабелот нудат значајни предности во комуникацијата. Овие фибри можат да се користат за брз пренос на податоци, задоволувајќи различни потреби во електричниот сектор. Те се користат за внатрешни применувања како што е заштитата и контролата на преносните линии, овозможувајќи реално време пратење и брз одговор на потенцијални проблеми. Поради тоа, тие поддржуваат гласни и податочни комуникациони потреби, овозможувајќи беспрекината координација меѓу различните делови на електричната мрежа.
Оптичките фибри сами по себе имаат одлични изолаторски својства, што им нуди вградена заштита против електрична индукција од преносните линии и грмеж. Те се и високо одложени на екстернашките шум и прекрстување, осигурувајќи целостта на пренесените податоци. Поради тоа, оптичките фибри имаат екстремно ниски губитоци на пренос, што ги прави идеални за долг пренос, брз пренос на податоци без значајна деформација на сигналот.
Слика 2 илустрира типичен пример на OPGW кабел, покажувајќи неговата уникална структура и истакнувајќи како ги комбинира електричната заштита и комуникационите способности, што го прави незаменимив компонент во современите системи на преносни линии.
Во некои земји, за постарите високонапоњени водови кои работат на напонско ниво од 72,5 kV, една одредена метода за заштита против грмеж е била во употреба. Историски, само првите четири или пет секвенци соседни на подстанциите биле опремени со заштитни мерки, и Алуминиеви Проводници со Стален Опсил (ACSR) биле користени за оваа цел. Меѓутоа, ова решение е сега изведено. Оптички Можен Земјишни Кабел (OPGW) станува предложен избор, бидејќи не само нуди ефективна заштита против грмеж, туку и овозможува комуникација на податоци помеѓу подстанциите, што нуди повеќе комплетно и многуфункционално решение.
Изолованите кабли често имаат изолација од крос-линкована полиетилен (XLPE). Овие кабли обично имаат алуминиеви проводници и се дизигнирани за еднофазни применувања. Користењето на XLPE изолација нуди одлични електрични својства, механичка јачина и долговечност, што го прави добро прилагоден за пренос на моќ.
Екстремно Висок Напон (EHV) и Висок Напон (HV) преносни мрежи често прифаќаат „прстенска“ конфигурација. Како што е прикажано на Слика 3, оваа поставка е карактеристична со значајна степен на комплексност. Прстенската конфигурација нуди подобрувана надежност и флексибилност во дистрибуцијата на моќ, дозволувајќи подобро споделување на оптоварувањето и лесна одржба и операција на мрежата. Таа дозволува пренасока на моќ во случај на грешка или одржба, минимизирајќи прекини во преносот на моќ и осигурувајќи подобро стабилна и ефикасна система за пренос.
