يعد نقل الجهد العالي خطوة أساسية في نقل الكهرباء على نطاق واسع. بشكل عام, انتقال الجهد العالي هو انتقال لمسافات طويلة. ثم, لماذا استخدام خطوط الجهد العالي الخطرة لنقل الكهرباء? في الواقع, الغرض الرئيسي من استخدام الجهد العالي هو تقليل الخسائر غير الضرورية في النقل لمسافات طويلة.
– مبدأ نقل الجهد العالي
– لماذا من الضروري نقل الكهرباء لمسافات طويلة؟?
– لماذا تستخدم الكابلات الهوائية لنقل الجهد العالي؟?
– ما هو ناقل الحركة EHV?
– مزايا نقل EHV
مبدأ نقل الجهد العالي
مستخدم, قوة مولدات محطات توليد الكهرباء فقط 5 أ 18 كيلو فولت. لكن, عند التوصيل بالتيار الكهربائي, يرتفع الجهد أولاً إلى 220 كيلو فولت من 330 كيلو فولت. في الإرسال لمسافات طويلة, خسائر الطاقة كبيرة. لتقليل فقد الطاقة, يجب أن تكون مقاومة التيار المستمر لكابل الطاقة منخفضة قدر الإمكان.
هناك طريقتان لتقليل خسائر نقل الطاقة. واحد منهم هو زيادة مساحة المقطع العرضي للموصل. لكن, يؤدي نصف قطر الكابل السميك إلى زيادة وزنه وتكلفته الإجمالية.
طريقة أخرى هي زيادة جهد النقل. كلما زاد توتر الكابل, يمكن تقليل تيار الإرسال بشكل كبير. في هذا الطريق, الخسائر في خط نقل الطاقة هم أصغر بكثير.
حسب معادلة الطاقة الكهربائية, الطاقة المرسلة تساوي ناتج الجهد والتيار. (P = واجهة المستخدم). بقوة متساوية, كلما زاد توتر الكابل, كلما انخفض تيار الإرسال. بجانب, تتناسب خسائر الكبلات مع التيار وتتناسب عكسياً مع جهد النقل (P = I2 * R.).
في اللحظة, زادت بعض محطات توليد الطاقة من جهد نقلها إلى مستوى الجهد الفائق للغاية 500 كيلو فولت – 1000 كيلو فولت. هذا يسمح بزيادة أسية في الطاقة المنقولة على كبلات من نفس القطر ويقلل من فقدان الطاقة..
لماذا من الضروري نقل الكهرباء لمسافات طويلة؟?
يرتبط نقل الكهرباء لمسافات طويلة بمصدر توليد الكهرباء. المصادر الأكثر شيوعًا لتوليد الكهرباء هي الطاقة الحرارية, الهيدروليكا, النووي, الرياح والطاقة الشمسية. حيث أن توزيع الموارد الطبيعية يختلف من منطقة إلى أخرى, القدرة على توليد الكهرباء تختلف اختلافا كبيرا. لذلك, يجب نقل معظم الكهرباء لمسافات طويلة للوصول إلى مناطق مختلفة.
وفي سياق النقل لمسافات طويلة ، تتكبد الكهرباء خسائر فادحة.. لذلك, فقط من خلال زيادة التوتر يمكن زيادة كفاءة ناقل الحركة. يتكون انتقال الجهد العالي من رفع الجهد قبل إرساله إلى وجهته. ولا حاجة للكهرباء لقطع المسافة إليها..
لماذا تستخدم الكابلات الهوائية لنقل الجهد العالي؟?
في الوقت الحاضر, لا يمكن العثور على مادة عازلة فعالة لعزل الغطاء الخارجي لل كابلات عالية الجهد. مستخدم, تُترك كابلات الجهد العالي عارية وتستخدم الهواء كعزل.
بجانب, الكابلات تحت الأرض أكثر تعقيدًا من الكابلات العلوية. لتجنب الضرر الخارجي, غالبًا ما تتطلب خطوط مترو الأنفاق طبقات من الدروع. بشكل عام, تعتبر الكابلات الأرضية متطلبة من الناحية الفنية ويصعب تصنيعها ووضعها. يمكن أن تكون تكلفة كابل تحت الأرض من نفس مستوى الجهد أعلى بعدة أو حتى عشرات المرات من تكلفة الكابل العلوي.. إذا تم استبدال جميع خطوط النقل ذات الجهد العالي بكابلات أرضية, خاصة لمسافات طويلة فوق تضاريس معقدة, التكاليف والمتطلبات الفنية سترتفع بشكل كبير.
ما هو ناقل الحركة EHV?
يشير EHV إلى مستوى الجهد العالي الإضافي البالغ 1000 kV ذ متفوقة. تم تطوير ناقل الحركة EHV على أساس ناقل الحركة HV. الهدف هو تحقيق نقل طاقة أعلى عبر مسافات طويلة وربط أنظمة لإنشاء نظام طاقة مشترك..
تشير التقديرات إلى أن قدرة نقل خط واحد من 1150 كيلو فولت يمكن أن يحل محل خمسة أو ستة أسطر من 500 كيلو فولت, أو ثلاثة أسطر من 750 كيلو فولت. يمكن أن يقلل استخدام كبل EHV المواد المستخدمة في الأبراج الكهربائية بمقدار الثلث, توفير نصف استخدام الموصلات وحفظ ما بين أ 10 و أ 15% من تكلفة الشبكة, بما في ذلك المحطات الفرعية. هذا يمكن أن يجلب فوائد اقتصادية واجتماعية كبيرة للبلدان والمناطق ذات الكثافة السكانية العالية والأراضي القيمة..
مزايا نقل EHV
(1) يمكن لـ EHV تلبية متطلبات نقل الطاقة على نطاق واسع, مسافة طويلة وكفاءة عالية. مستخدم, توزيع موارد الطاقة غير متكافئ في معظم المناطق. عادة ما تكون المسافة بين قواعد الطاقة الكبيرة ومراكز التحميل 1.000 أ 3.000 كم. لذلك, تحتاج تقنية النقل EHV ذات سعة النقل الكبيرة إلى التطوير بقوة, مسافة طويلة وكفاءة عالية.
(2) استخدام نقل الطاقة ذو الجهد العالي هو صديق للبيئة. وذلك لأن التطوير المكثف والاستخدام الفعال للطاقة النظيفة لا ينفصلان عن النقل لمسافات طويلة.. الطاقة اليوليكية, تنتقل الطاقة الشمسية وأنواع أخرى من الطاقة النظيفة على نطاق واسع وعلى مسافات طويلة إلى المناطق الحضرية ذات الطلب المرتفع على الكهرباء. في هذا الطريق, يمكن تقليل استهلاك الطاقة الأحفورية والانبعاثات الملوثة.
(3) يساهم الجهد الكهربي العالي في تحسين سلامة تشغيل الشبكة الكهربائية. يمكن أن يؤدي استخدام نقل شبكة AC-DC الهجين EHV إلى تقليل مشاكل سعة النقل غير الكافية وضعف دعم رد الفعل الجهد. سيؤدي ذلك إلى تقليل مخاطر انقطاع التيار الكهربائي الذي يحدث في مناطق واسعة من الشبكة. ويمكنه تهيئة الظروف لعملية تدريجية من خلال طبقات ومناطق المستوى التالي من الشبكة. بجانب, يمكنه أيضًا حل مشكلات مثل التيارات الزائدة الحالية لدائرة قصر وتحسين مرونة وموثوقية تشغيل الشبكة.
(4) يفضل استخدام الكابلات ذات الجهد العالي تحسين الفوائد الاجتماعية الشاملة. بالمقارنة مع ناقل الحركة HV و UHV, يمكن أن يؤدي استخدام ناقل الحركة EHV إلى توفير قدر كبير من مساحة التنسيب وتحسين كفاءة الموارد الأرضية.