Теплота, производимая домашними заботами, нарастает и переполняет данный индивидуум, от которого может быть передана только индивидууму более хладнокровному.


Путь от электростанции к потребителю

Сокращение потерь при передаче электроэнергии


 

Рассмотрим систему электроснабжения, представляющую из себя группу электротехнических устройств для передачи, преобразования, распределения и потребления электрической энергии.

Снабжение электроэнергией осуществляется по стандартным схемам. Например, на рис. ниже представлена радиальная однолинейная схема электроснабжения для передачи электроэнергии от понижающей подстанции электростанции до потребителя электроэнергии напряжением 380 В.


Радиальная однолинейная схема электроснабжения

От электростанции электроэнергия напряжением 110...750 кВ передается по линиям электропередач (ЛЭП) на главные или районные понижающие подстанции, на которых напряжение снижается до 6...35 кВ. От распределительных устройств это напряжение по воздушным или кабельным ЛЭП передается к трансформаторным подстанциям, расположенным в непосредственной близости от потребителей электрической энергии. На подстанции величина напряжения снижается до 380 В и по воздушным или кабельным линиям поступает непосредственно к потребителю электроэнергии в доме. При этом линии имеют четвертый (нулевой) провод 0, позволяющий получить фазное напряжение 220 В, а также обеспечивать защиту электроустановок.

Такая схема позволяет передать электроэнергию потребителю с наименьшими потерями. Поэтому на пути от электростанции к потребителям электроэнергия трансформируется с одного напряжения на другое. Упрощенный пример трансформации для небольшого участка энергосистемы показан на следующем рисунке.


Пример трансформации электроэнергии при передаче потребителю

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 трансформатором напряжение снижается до 10 кВ и по подземному кабелю поступает на трансформаторную подстанцию, находящуюся в нескольких сотнях метров от вашего дома. На этой подстанции трансформатор так понижает напряжение, чтобы запитать потребителей напряжением 220 В.

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. Эта теплота рассеивается и не может быть использована. Энергия, затрачиваемая на нагревание, представляет собой потери.

Свести потери к нулю невозможно. Но ограничить их необходимо. Поэтому допустимые потери нормируют, т.е. при расчете проводов линии и выборе ее напряжения исходят из того, чтобы потери не превышали, например, 10% полезной мощности, передаваемой по линии. В нашем примере это 0,1·30 МВт = 3 МВт.

Пример

Если не применять трансформацию, т.е. передавать электроэнергию при напряжении 220 В, то для снижения потерь до заданного значения сечение проводов пришлось бы увеличить примерно до 10 м2. Диаметр такого «провода» превышает 3 м, а масса в пролете составляет сотни тонн.

Применяя трансформацию, т.е. повышая напряжение в линии, а затем, снижая его вблизи расположения потребителей, пользуются другим способом снижения потерь: уменьшают ток в линии. Этот способ весьма эффективен, так как потери пропорциональны квадрату силы тока. Действительно, при повышении напряжения вдвое ток снижается вдвое, а потери уменьшаются в 4 раза. Если напряжение повысить в 100 раз, то потери снизятся в 100:, т.е. в 10000 раз.

Пример

В качестве иллюстрации эффективности повышения напряжения укажем, что по линии электропередачи трехфазного переменного тока напряжением 500 кВ передают 1000 МВт на 1000 км.

Справочник домашнего электрика



Наша кнопка

Все для домашнего мастера
Код кнопки