Назначение и виды линий электропередач
Линии электропередач предназначены для транспортировки электрической энергии от электростанций до подстанций, расположенных вблизи центров потребления. Они разделяются на высоковольтные, доставляющие энергию от места генерации до высоковольтных подстанций, и на линии распределения, которые, как правило, доходят до конечного потребителя. Линии передач, соединенные друг с другом, образуют сети передачи. Совокупность всех сетей, сочетающих в себе функции передачи и распределения электрической энергии, получила название "энергосистемы", которая строится в государственных масштабах. Строить такие линии передач может компания, которая имеет все необходимые лицензии, квалифицированный персонал, специальную и строительную технику. Качественное возведений ЛЭП, использование надежных комплектующих, соблюдение технологи является залогом надёжной, безопасной и безотказной работы всей электрической сети.
Большинство линий передачи высокого напряжения передают трехфазный переменный ток. Передача постоянного тока через ЛЭП не особо распространена и используется в единичных случаях, хотя технология передачи постоянного тока высокого напряжения эффективна при передаче энергии на очень большие расстояния, измеряемые в сотнях километров. Линии передачи постоянного тока также используются для устранения проблем и управления ими в больших распределительных сетях, где внезапные новые нагрузок или отключения в одной части сети могут привести к проблемам синхронизации и ошибкам при каскадировании.
Электрическая энергия передается при высоких напряжениях с целью уменьшения потери энергии при транспортировке на большие расстояния. Как правило, электричество доставляется при помощи воздушных линий электропередачи. Подземная передача имеет значительно более высокую стоимость и большие эксплуатационные ограничения, но иногда используется в городских районах или в особых случаях.
Основным ограничением использования электроэнергии является то, что в подавляющем большинстве случаев, электрическая энергия не может быть сохранена про запас, и, следовательно, должна производиться по мере необходимости. Сложная система управления обеспечивает выработку электроэнергии в соответствии со спросом. Если спрос на электроэнергию превышает предложение, целый ряд передающего оборудования и линий передачи могут выйти из строя, что может привести к крупным региональным отключениям. Чтобы снизить риск такого отказа, электрические сети передачи взаимосвязаны с региональными, государственными и межгосударственными сетями, тем самым обеспечивая несколько лишних альтернативных маршрутов, по которым можно подавать энергию в случае отказа оборудования. Передающие компании постоянно проводят анализ для определения максимально допустимой мощности каждой линии (обычно меньше, чем её физический или тепловой предел), чтобы зарезервировать свободные мощности на случай отказа в другой части сети.
Высоковольтные воздушные провода, как правило, не покрываются изоляцией. Материал проводника почти всегда состоит алюминиевого сплава, сделан из нескольких жил и, возможно, армирован стальным тросом. Медь иногда используется для воздушной линии, но алюминий легче, и незначительное снижение производительности компенсируется более низкой стоимостью. Более точно подбор материала, сечения, числа жил можно произвести на сайте sip2a.ru, исходя из заданных параметров эксплуатации. Использование более толстых проводов приводит к непропорциональному увеличению мощности из-за эффекта, который заставляет большую часть тока течь близко к поверхности проводника. Для обхода этого ограничения используют несколько параллельных кабелей, когда требуется более высокая производительность. Такие проводники также используются при высоких напряжениях, чтобы уменьшить потери энергии из-за коронного разряда.
Сегодня магистральные ЛЭП передают напряжения на уровнях 200 кВ. Более низкие напряжения используют в распределительных и подводящих линиях. Напряжение выше 230 кВ считается сверхвысоким и для его передачи требуется оборудование и конструкции, которое отличается от оборудования, используемого при более низких напряжениях.