Зачем повышать напряжение

Снабжение электроэнергией осуществляется по стандартным схемам. От электростанции электроэнергия напряжением 110...750 кВ передается по линии электропередач (ЛЭП) на главные или районные понижающие подстанции, на которых напряжение снижается до 6...35 кВ. От распределительных устройств это напряжение по воздушным или кабельнымЛЭП передается к трансформаторным подстанциям, расположенным в непосредственной близости от потребителей электрической энергии. На подстанции велечина напряжения снижается до 380 В и по воздушным или кабельным линиям поступает непосредственно к потребителю электроэнергии. При этом линии имеют четвертый (нулевой) провод, позволяющий получить фазное напряжение 220 В, а также обеспечивать защиту электроустановок.

Такая схема позволяет передавать электроэнергию потребителю с наименьшими потерями. Поэтому на пути от электростанции к потребителям электроэнергия трансформируется с одного напряжения на другое. Зачем применяют высокое напряжение? Расчет сложен, но ответ прост. Для снижения потерь на нагрев проводов при передаче на большие расстояния.

Пример. Генератор вырабатывает напряжение 10 кВ. Оно повышается трансформатором, и при напряжении 110 кВ идет передача по линии на расстояние 100 км. Затем на районной подстанции напряжение снижается до 10 кВ и по подземному кабелю поступает на ТП, находящуюся в нескольких сотнях метров от вашего дома. На этой подстанции трансформатор понижает напряжение до 380 В и по воздушной линии подается в дом.

Потери зависят от величины проходящего тока и диаметра проводника, а не приложенного напряжения.

Пример. Допустим, что с электростанции в город, находящийся от нее на расстоянии 100 км нужно передавать по одной линии 30 МВт. Из-за того, что провода линии имеют электрическое сопротивление, ток их нагревает. Это тепло рассеивается и не может быть использована. Энергия, затрачиваемая на нагревания проводов представляет собой потери.

Свести потери к нулю невозможно. Но ограничивать их необходимо. Поэтому допустимые потери нормируют, то есть при рассчете проводов линии и выборе ее напряжения исходят из того, чтобы потери не превышали, например 10% полезной мощности передаваемой по линиям.

Пример. Если не применять трансформацию напряжения, то есть передавать электроэнергию при напряжении 220 вольт, то для снижения потерь до заданного значения придется увеличить сечение проводов до 10 м2. Диаметр такого провода более трех метров, а масса в пролете составит сотни тонн.

Применяя трансформацию напряжения пользуются другим способом снижения потерь - уменьшают ток в линии.Этот способ очень эффективен, так как потери пропорциональны квадрату силы тока. При повышении напряжения вдвое ток снижается вдвое а потери уменьшаются в четыре раза. Если напряжение повысить в 100 раз то потери снизятся в 10 000 раз.

Понравился сайт? Поделись с друзьями...