HV: ta (66 kV - 500 kV) on ... vaikea käsitellä.

Ripustan syitä, joita voin ajatella pääni yläosasta.

Kaikki luvut seuraavat (painot, dollarit) ovat suuruusluokan arvioita.

Vapaat tilat

Käytetään esimerkkinä 220 kV. Australian sähköaseman standardi AS 2067 nimittää seuraavat 220 kV: n laitteille vaadittavat välykset:

• Vaihe maahan - 2100 mm. Toisin sanoen mikään 220 kV: n johdin ei saa olla 2 metrin säteellä maadoitetusta johtimesta (esimerkiksi muuntajasäiliöstä tai teräspylväästä.) Muokkaa: Itse asiassa minun olisi pitänyt mainita ei-välähdysetäisyys (N).
• Vaihe vaiheesta toiseen - 2,415 mm. Toisin sanoen 220 kV: n antennijohtimien on oltava aina vähintään 2,4 metrin päässä toisistaan.
• Vaakasuora turvaväli - 4,125 mm. Kaikkien jännitteisten osien on oltava vähintään 4,125 mm sen pinnan yläpuolella, jolle ihminen voi seisoa.
• Pystysuora turvaväli - 3565 mm.

Eli ei ole esimerkiksi kompakti 220 kV: n sähköasema. (No, on; kaasueristettyihin kytkinlaitteisiin perustuvat sähköasemat voivat olla erittäin pienikokoisia, mutta et halua tietää, kuinka paljon ne maksavat.)

220 kV: n sähköasema, joka sisältää vaaditut laitteet ja ylläpitää kaikki nämä välykset, on vähintään 20 m × 20 m neliö, ts. esikaupunkien tontin kokoinen.

Siinä olisi myös oltava rakenteet vähintään 4 metriä korkea, mikä on vaikea sulautua esikaupunkimaisemaan.

Edellä mainittujen välysten lisäksi, joita tarvitaan ihmisten välittömän sähköiskun estämiseksi, on myös taisteltava -

• Paloturvallisuussäde, jos muuntaja putoaa 10000 litraa eristävää öljyä ja syttyy tuleen. Muistista vähintään 10 metriä.
• Säde sähköräjähdyksessä. Tyypillinen kynnyssäde '' selviytyvien '' toisen asteen palovammojen vastaanottamiseksi voi ylittää 10 metriä joillekin energialuokille. Ehdottomasti siviiliasuntoja ei sallita tämän säteen sisällä.

Suojaus

220 kV: n verkon vika on poistettava nopeasti, tai se ajaa koko verkon epävakaaseen tilaan (ts. sähkökatkoon.) 'Kriittisen vian selvitysaika' sähkökatkon välttämiseksi on yleensä alle 1 sekunti.

Tämän korkean suojan nopeuden varmistamiseksi käytetään erittäin kalliita suojausjärjestelmiä (linjaerotus valokuituohjaimilla, etäisyyden suojaus). Nämä suojausjärjestelmät on asennettava 220 kV -johdon jokaiseen päätelaitteeseen.

Kun olemme ottaneet huomioon -

• 220kV-katkaisijoiden - kumpikin noin 200 000 dollaria, vaaditaan vähintään kolme sähköasemaa kohden - kaksi tulevalle / lähtevälle piirille, joka jatkuu sähköaseman ohi, ja yksi T-off = 600 000 dollaria
• kaksi kolmivaiheista suojavirtamuuntajaa, joiden nimellisarvo on 220 kV, ja "tarpeeksi" jatkuvaa ampeeria - noin 50 000 dollaria sarjassa (pallokenttä) = 100 000 dollaria
• kaksi suojareleiden sarjaa - kullakin turha kaksoiskappale - noin 20000 dollaria = 80 000 dollaria. (Huomaa: kaksoissuojaus "X" ja "Y" on vakio HV-sähköasemille.)

... Olemme jopa noin 780 000 dollaria, vain suojalaitteissa, sähköasemaa kohden. Emme ole edes alkaneet ostaa voimajohtojen päätelaitteita, ylijännitesuuntaajia, kiskoa, tukirakenteita, maanrakennustöitä, aidat, betonia, ohjauslevyjä, ohjausmajaa ...

(Vertaa 22 kV: n jakelumuuntajan suojausta, joka on yleensä vain joukko kolmivaiheisia karkotussulakkeita, kokonaiskustannukset saattavat olla 2000 dollaria.)

Muuntajat

220 kV muuntajat ovat suuria, sisältäen kaiken niiden sisällä tarvittavan eristeen flashover. Ei ole olemassa sellaista asiaa kuin "pieni" 220 kV: n muuntaja - pienin, jonka olen nähnyt, on luokiteltu 60 MVA ja painaa noin 10 tonnia.

Kontrasti tyypillisistä pylväsmuuntajista 22 / 0,415 kV, joiden mitoitus on 500 kVA tai vähemmän. Paino on tärkeä, koska puupylvään päällä voi olla enimmäisraja. En ole rakennesuunnittelija, mutta et todellakaan halua kiinnittää enempää kuin tonni.

Onko tämä riittävä syy?

Tärkein syy on, että nämä linjat on tarkoitettu pitkän matkan siirtoon ja suurten verkkojen yhteenliittämiseen.

Kuvittele valtatie. Useimmiten heillä on uloskäyntejä muutaman mailin välein rakennetuilla alueilla ja joskus useammin kuin mailin erityisen outoissa tapauksissa, mutta useimmiten niiden on tarkoitus sallia nopea ja tehokas matkustaminen pitkiltä matkoilta. Vaikka moottoriteiden lähellä on selvästi taloja ja yrityksiä, jos jokaisella olisi oma ramppi ja ramppi, ei vain infrastruktuuriresurssit olisivat merkittäviä, vaan joka kerta, kun sinulla on ongelmia rampilla tai rampilla, joka päättyy osan tai kaistan sulkemiseen valtatie tietyn ajanjakson ajan vaikuttaa moniin, moniin muihin ihmisiin.

Jos aloitat useamman sähköaseman rakentamisen, lisää voimajohdon seisokkien riskiä sähköasemien ongelmien vuoksi.

Pienemmät verkkot on lisäksi kytketty useisiin isompiin verkkoihin kytkimillä, jotka sitten kytketään joskus useampaan kuin yhteen siirtolinjaan kytkimillä. Tämä mahdollistaa minkä tahansa tietyn linjan tai ruudukon ongelman reitittämisen ja johtaa ongelman lokalisoituun tehohäviöön. Siirtolinjojen työstäminen ja korjaaminen on vaikeampaa ja kalliimpaa, ja ne ovat kriittinen selkärankainfrastruktuuri kansallisille sähköverkoille. Kun voimalaitokset menevät offline-tilaan jostain syystä, paljon kauempana olevat voimalaitokset voivat ottaa huomioon näiden linjojen aiheuttaman löysyyden.

Sähköisesti ne ovat vaiheittain tasapainotettuja, jotta sähkönsiirto olisi mahdollisimman tehokasta. Yksittäiset sähköasemat ja verkot on suunniteltu siten, että tehokerroin on mahdollisimman lähellä yhtä. Pienemmät tehokertoimet johtavat energian menetykseen johtimissa ja muuntajissa, mikä vaatii huomattavampia johtimia. Näitä viivoja ei ole tarkoitettu huonosti sovitettuihin vaihtovirtoihin. Teollisuuden asiakkaiden, jotka yhdistävät korkeampijännitteisiin johtoihin, on usein lisättävä tehokertoimen korjaus, jos niiden laitokset eivät ole tasapainossa. Kodin tai naapuruston liittäminen suoraan siirtolinjaan edellyttäisi vielä suurempia investointeja niiden huoltoon tarvittavaan sähköasemaan, jotta siirtojohdot eivät muutu. Muut suurjännitelinjat yhdistävät paljon asiakkaita, joiden tehokerroin on heikko, mutta sekoittamalla pienet teollisuuskäyttäjät (paljon moottoreita) kotikäyttäjiin (paljon kytkentävirtalähteitä) sähköasemat voivat tasapainottaa tehokertoimen huomattavasti halvemmalla ja pienemmillä tiloilla . Epätasapainoisten kuormien sijoittaminen suoraan voimajohtoihin aiheuttaisi enemmän päänsärkyä kuin voimansiirtokoordinaattorit jo kohtaavat.

Ne eivät todellakaan ole suunniteltu pienille kuluttajille.

Kuvittele, jos teimme tämän todella, ja että sähköjohdot kulkisivat naapuruston tai sen vieressä, ja jokainen talo, joka olisi kytketty suoraan näihin voimajohtoihin eikä sähköasemaan, se olisi melko typerää

I piirsi kuvan osoittaakseen kuinka typerää se voisi olla:

Onneksi ruotsalaiset rakensivat asioita paljon paremmin kuin piirustustaitoni:

Ne ovat muuten puhelinjohtoja, ne voivat päästä jonkin verran lähelle ilman kauheita kauhistuttavia asioita johdoille (ja läheisille ihmisille).

Kuvittele nyt, että nämä kaapelit ovat raskaita. johdot. Kuvittele, ettet voisi pakata niitä niin tiheästi, ja sinun oli annettava jokaiselle linjalle oma välys. Kuvittele lisäkannattimet, kun tornitalot ja kerrostalot estävät suoran näköyhteyden, ylimääräiset rakenteet matkan varrella tukemaan kaikkia ylimääräisiä kaapelointeja sekä painon ja jännityksen, joita tarvitaan sen pitämiseen paikallaan.

Kuvittele vaikutus kaikilla näillä raskailla suurjännitekaapeleilla on vastaanotto- ja radiolähetykset sekä lukuisat mikroasemat jokaiseen taloon.

Piirsin toisen kuvan, se on pieni kylä, jonka vieressä on sähkölinjoja:

Voisimme haudata voimajohdot suurimman osan matkasta, mutta se on paljon kaivamista melko vaarallisten voimajohtojen asettamiseksi, kaikki tulee olemaan erittäin kalliita (mikä se jo onkin).

Yksinkertainen ratkaisu olisi, että useat vierekkäiset talot jakavat kaapelin ja sähköaseman. Riittävän kokoiset asemat olisivat riittävän halpoja tukemaan kokonaisia ​​kaupunginosia, mutta säästävät samalla rakennuskustannuksissa ja vähentävät kaapeleiden määrää. Tämä kaikki alkaa kuulostaa tutulta ...

Ajattelen enemmän, että se johtuu järjestelmän suojauksesta. Jos katkaiset lähetyksen ja vähennät sen onnistuneesti talosi pitojännitteelle, apuohjelmalle olisi kallista, jos vika tapahtuu sijainnissasi.

On myös kustannustehokasta, jos keskusmuuntajaa ja pääsiirtojohtoa suojaava keskusjärjestelmä. Lisäksi muuntajan kustannukset siirtojohdon jännitteen alentamisesta noin 69Kv: stä, 138Kv: stä ja niin edelleen 120V: iin olisi hullu kallista jatkaa.

Joten sillä on sekä teknisiä että taloudellisia etuja asettelua sellaisena kuin se on tänään.

Mielestäni se johtuu siitä, että suurjännitelinjan päätavoitteena on siirto. Tämä johtuu siitä, että suurilla jännitteillä I2R: n aiheuttama menetetty teho on pienempi kuin matalamman jännitteen käyttö (samalla teholla [W], suurempi jännite => pienempi virta)

Tämän lisäksi voit liittää suurjännitteeseen käyttämällä muuntajia, ehkä 500 / 0,4 kV, se olisi mahdotonta karkottaa.