Основні характеристики: передача електричної енергії
Головний показник, який характеризує передачу електрики - це пропускна здатність. Вона представлена у вигляді максимальної потужності переміщається по лініях навіть в обмежених умовах.
Сама схема передачі енергії включає в себе 3 компоненти:
- Підвищуючий трансформатор;
- Високовольтна лінія передач;
- Понижуючий трансформатор.
Відповідно до цієї схеми електрику передається від головного генератора до споживача.
Що стосується обмежених умов, то тут можна назвати певні втрати в процесі нагрівання проводів, втрати на коронах і інші фактори. Так само потужність передачі буде залежати від того наскільки протяжна ЛЕП і яким напругою володіє струм. Що стосується напруги, то якщо її потужність збільшується, то і пропускні властивості стають краще, а ось з ЛЕП все трохи складніше, тому що для підвищення продуктивності потрібно створити конструктивну поліпшення або ж встановлювати компенсує пристрій.
Постійна передача електроенергії на відстань
Пропускні спроможності ліній електропередач з постійним струмом набагато вище. Але тут слід врахувати, що будуть потрібні дорогі перетворюючі пристрої. З цієї причини такий тип передачі електроенергії завжди виглядає краще.
На кінці, який передає змінний струм, виробляється напруга за допомогою генератора, в звичайному випадку воно становить 25 кВ, після цього показник можна збільшити до необхідного рівня. На кінці лінії електропередачі струм знову приймає стан змінного, а після цього трансформатори перетворять напругу в той рівень, який необхідний для споживачів.
Важливим питанням залишається зниження втрат енергії в процесі передачі. Розглядалися способи, які були засновані на залежності проводів від температурного режиму. Якщо температура дроти становитиме -209 градусів, то втрати знизяться в 10 разів.
Вся суть полягає в тому, що більшість металів і сплавів, а так само інтерметалічних сполук не здатні активно проводити навіть при кімнатній температурі. Якщо ж температура буде знижена до 0, то втрати значно зменшуватися.
До недоліків таких ліній електропередач можна віднести:
- Через сильні електричних полів виникає шкідливий біологічний вплив на навколишнє середовище;
- Смуга відчуження повинна становити близько 1 Га при протяжності 1 км.
Не дивлячись на позитивні результати методики зниження втрат, все способи не були реалізовані в житті, так як обладнання коштує великих витрат.
Передача електроенергії на великі відстані
Для того щоб організувати передачу електричної енергії на велику відстань найчастіше застосовують спеціальні канали з проводів зроблених з алюмінію, металу або міді. Тут можуть бути організовані кілька типів ліній.
- Лінії повітряного типу;
- Підземні кабелі екранізованого виду.
І перший, і другий тип поширює електромагнітну енергію в діелектрику, і тільки частка відсотка втрачається при нагріванні провідника.
Якщо використовується відкритий провідник, то певна частина енергії при передачі проходить у вільний простір, і вона не значна. Це відбувається в тому випадку, якщо лінія передачі набагато менше довжини хвилі.
Як вже було сказано, в даний час передачу енергії здійснюють за допомогою змінної напруги. Це можна пояснити тим, що з'являється можливість змінювати величину напруги в трансформаторах.
На практиці електромагнітне поле поширюється по металу в проводах на глибину, а загальні втрати будуть залежати від того скільки домішок їсть в металі і від температури дроти. Чим більше буде нагріватися провід, тим більше втрат буде на виході.
За яким маршрутом відбувається передача електроенергії на відстань
Вже ні для кого не стане секретом, що електроенергія потрапляє в наше житло від електричних станцій, які є основним джерелом електричної енергії. Але між цими установками і нашими будинками проходять сотні кілометрів, і все це відстань ток повинен зберегти максимальний коефіцієнт корисної дії.
Отже, як вже було сказано, початковим пунктом є станція, яка проводить генерацію енергії.
На сьогоднішній день можна виділить наступні станції:
- ГЕС (гідроелектростанція);
- ТЕС (теплоелектростанція);
- АЕС (атомна електростанція);
- сонячна;
- вітрова;
- Геотермальна.
Тут від основного джерела, тобто від станції, електрику пересувається до споживачів, які можуть розташовуватися на далекій відстані. Для того щоб передати напругу, його підвищують за допомогою встановлених трансформаторів. Напруга може бути підвищено до 1100 кВ, показник буде залежати від відстані.
Електроенергія повинна передаватися під високою напругою. Справа в тому, що в процесі підвищення, сила струму буде зменшена, як результат і опір в проводах. Всі ці дії необхідні для скорочення втрат потужності струму.
При передачі електроенергії на великі відстані від електростанції здійснюється розподіл. Принцип нескладний його можна зрозуміти навіть вперше поглянувши на картинки - схеми. Вся передача залежить на якій відстані знаходиться кінцева точка і при якій напрузі вона працює вигідніше. На останньому етапі, там де знаходяться структурні об'єкти, відбувається отримання постійного струму в допустимому показнику
Відповідно до цього електроенергія віддається на трансформатор, який підвищує показник, після цього енергія передається на центральну розподільчу підстанцію і тут показник знижується до споживаного в 220 або 110 кВ. Саме звідси походить розподілу на підстанції.
Після цього напруга знижується ще раз вже до показника 6-10 кВ і направляється в трансформаторні пункти. Від них електрику передається в житлові будинки, багатоповерхівки, приватні сектори і гаражі.
Якщо коротко описати схему передачі енергії, то вона виглядає так:
- електростанція;
- Підвищуючий трансформатор;
- Понижуючий трансформатор;
- Житловий будинок.
Передача струму здійснена за цим маршрутом, а вся дія можна охарактеризувати як повідомлення, яке передається одному об'єкту. Всі показники заносяться в певний журнал.
Таким чином, електрична енергія приходить в наш житловий будинок. Схема передачі не надто складна, і як ми переконалися, все залежить від відстані від вихідної точки до споживача.
Хотілося б відзначити той факт, що на сьогоднішній день є відкритим і популярним питанням передача електрики на відстань без проводів. Ідея було запропоновано багато, але найуспішнішим варіантом можна вважати бездротову технологію, відому так, само як Wi-Fi. У Вашингтоні вчені вже розглянули цей метод і зайнялися його вивченням більш докладно.
У даній статті ми розглянули, як саме відбувається передача електричної енергії на відстань, тобто від основного джерела до нашого житла. Ми постаралися розкрити вище найактуальніші питання, пов'язані з електрикою і сподіваємося, що тепер ви зрозуміли, яким саме чином відбувається передача енергії, і з якої причини для цього використовують високовольтна напруга.