Передача энергии постоянным током

Новый этап в развитии механической части линии был связан с переходом  к алюминиевым и сталеалюминевым  проводам (центральная стальная жила придает проводу необходимую  механическую прочность).

С ростом напряжения изменялась конструкция  изоляторов. Уже на рубеже 80 - 90 гг. XIX века применение простых штыревых колоколообразных изоляторов оказалось недостаточным. Для усиления изоляции на штыревых изоляторах стали делать кольцеобразный желоб, заполнявшийся маслом. Так  возникли фарфоровые изоляторы. В 1898 г. в Германии получили распространение  изоляторы с длинными и тонкими  фарфоровыми юбками, названный штыревым изолятором типа "дельта". Он применяется  для напряжения до 70 кВ. Позднее на основе теоретических исследований был разработан изолятор типа "фарадоид", поверхность которого очерчивалась по силовым линиям электрического поля. Повысить напряжение электропередачи  выше 60 - 70 кВ удалось после изобретения  в 1906 г. подвесных изоляторов, получивших повсеместное распространение для  напряжения 35 кВ. Много внимания уделялось  способам подвески проводов. Для уменьшения нагрузки на промежуточные опоры  при обрыве провода были разработаны  выпускающие зажимы (до войны). Для  линий напряжением 330 - 500 кВ были использованы зажимы с ограниченной прочностью заделки, которые позволяют проводу при  обрыве проскальзывать, но не выпускают  его на землю. Большое многообразие конструкций характерно для развития опор линий передач. До начала текущего столетия строились исключительно  деревянные опоры с горизонтальными  траверсами. В СССР с первых лет  электрификации широко применялись  деревянные опоры. Были выполнены всесторонние исследования их механической прочности  и разработаны весьма удачные  конструкции деревянных опор. Основным типом опоры линий 110 и 35 кВ стала  деревянная П-образная опора.  В СССР также как и в США, имели  место попытки применения деревянных опор даже для линий 220 кВ. Тем не менее все же основным для линий 220 кВ и выше стало применение металлических  опор. Прогрессивным направлением в  развитии конструкций опор явилось  их изготовление из железобетона. В  СССР первые железобетонные опоры были разработаны еще в 1933 г.,50-х годах,когда  получила большое развитие индустрия железобетонных изделий, этот тип опор стал весьма распространен.

 

4.Современные высоковольтные  ЛЕП.

Для передачи на расстояние напряжения в десятки и сотни киловольт  создаются высоковольтные линии  электропередач.

Бывают двух основных видов: воздушные  и подземные.

Воздушные высоковольтные линии электропередачи  являются одним из основных звеньев  современных энергосистем. Напряжение в линии зависит от ее протяженности  и передаваемой по ней мощности. Делятся на два основных типа: до 1000 В и более. Широко применяются  на всей территории России. Главный  недостаток воздушных линий –  несмотря на свою «воздушность», они  занимают много места. С точки  зрения энергетического законодательства существует запрет на строительство  в охранной зоне ЛЭП, которая обычно составляет от 10 до 100 метров, поэтому  в городских условиях воздушные  высоковольтные линии применяются  редко. В крупных городах даже начинается процесс переноса существующих высоковольтных линий под землю.

Подземные высоковольтные линии применяются  при прокладке электрических  сетей на территории городов и  промышленных предприятий.

Имеют целый ряд преимуществ  по сравнению с воздушными линиями:

- Удобность при проектировании. Не требуют глубокого закапывания,  не излучают электрического поля.

- Повышенная надежность. Подземные  высоковольтные линии не восприимчивы  к тяжелым погодным условиям.

- Снижение потерь мощности. Подземные  кабели содержат большое количество  меди, наиболее токопроводящего  металла, который работает при  более низких температурах, в  результате чего на 30% снижаются  потери при высоких нагрузках  по сравнению с воздушными  высоковольтными линиями.

- Возможность мониторинга состояния  кабеля. Для сокращения времени  аварийного отключения операторы  энергетических систем могут  измерять температуру высоковольтного  кабеля по всей его длине  с шагом полметра с помощью  оптического волокна, вмонтированного  в наружную оболочку кабеля.

И все-таки при всех преимуществах, подземные высоковольтные линии  имеют свои недостатки. Их стоимость  в 2-3 раза выше стоимости воздушных  линий электропередач. Также борьба с огнем может быть затруднена, если высоковольтные линии не удается  сразу обесточить. В настоящее  время для проводки электричества  используются более современные  кабельные системы, снижающие риск возгорания, однако полностью исключить  его нельзя.

 

5. Как высоковольтные  линии влияют на здоровье.

Надо отметить, что результаты исследований о влиянии индуцированных ЛЭП  электромагнитных волн разных частот на здоровье человека весьма противоречивы, но тем не менее, потенциальную опасность  нельзя недооценивать. Объяснить причину  воздействия высоковольтных линий  электропередачи на организм человека можно лишь разным восприятием людьми электромагнитных полей и статического излучения высоковольтных линий. Не обязательно каждый электрик умирает  в раннем возрасте или постоянно  болеет, а ведь он ежедневно проводит электромонтажные работы, подвергаясь  постоянному излучению.

Высоковольтные линии постоянного  тока используется для передачи больших  электрических мощностей по сравнению  с системами переменного тока. При передаче электроэнергии на дальние  расстояния устройства, высоковольтные линии постоянного тока менее  дороги и имеют более низкие электрические  потери. Даже при использовании на близких расстояниях, где стоимость  преобразовательного оборудования системы сравнима со стоимостью системы  переменного тока, высоковольтные линии  постоянного тока имеют больше преимуществ.

Преимущество — способность  передавать большее количество энергии  на длинные дистанции с меньшими капитальными затратами и меньшими потерями чем на переменном токе. В зависимости от уровня напряжения и схемы, потери будут составлять приблизительно 3 % на 1000 км. Передача на постоянном токе высокого напряжения позволяет эффективно использовать источники энергии, удаленные от энергоузлов нагрузки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение.

Современное общество невозможно представить  без электрификации производственной деятельности. Уже в конце 80-х  годов более 1/3 всего потребления  энергии в мире осуществлялось в  виде электрической энергии. К началу следующего века эта доля может увеличиться  до 1/2. Такой рост потребления электроэнергии прежде всего связан с ростом ее потребления в промышленности. Основная часть промышленных предприятий  работает на электрической энергии. Высокое потребление электроэнергии характерно для таких энергоемких  отраслей, как металлургия, алюминиевая  и машиностроительная промышленность.

 При этом встает проблема  эффективного использования этой  энергии. При передаче электроэнергии  на большие расстояния, от производителя  до потребителя, потери на тепло  вдоль линии передачи растут  пропорционально квадрату тока, т.е. если ток удваивается, то  тепловые потери увеличиваются  в 4 раза. Поэтому, желательно, чтобы  ток в линиях был мал. Для  этого повышают напряжение на  линии передач. Электроэнергия  передается по линиям, где напряжение  достигает сотен тысяч вольт.  Возле городов, получающих энергию  от линий передач, это напряжение  с помощью понижающего трансформатора  доводят до нескольких тысяч  вольт. В самом же городе  на подстанциях напряжение понижается  до 220 вольт.

 Наша страна занимает большую  территорию, почти 12 часовых поясов. А это значит, что если в  одних регионах потребление электроэнергии  максимально, то в других уже  окончен рабочий день и потребление  снижается. Для рационального  использования электроэнергии вырабатываемой  электростанциями, они объединены  в электроэнергетические системы  отдельных районов: европейской  части, Сибири, Урала, Дальнего  Востока и др. Такое объединение  позволяет эффективней использовать  электроэнергию согласовывая работу  отдельных электростанций. Сейчас  различные энергосистемы объединены  в единую энергетическую систему  России.

 

 

Список литературы.

1. Колтун М. Мир физики: Научно-художественная  лит-ра. - М.: Дет. лит., 1984.- 271с.

2. Максаковский В.П. Географическая  картина мира. Ч.1. Общая характеристика  мира. - Ярославль: Верх.-Волж. кн. изд-во, 1995.- 320с.

3. Эллион Л., Уилконс У. Физика. - М.: Наука, 1967.- 808с.

4. Энциклопедический словарь юного  физика /Сост. В.А. Чуянов. - М.: Педагогика, 1984.- 352с.

5. Мякишев Г.Я. Физика: Учеб для  11 кл. общеобразоват. Учреждение  – 11е изд. – М. Просвещение, 2003 г.