Наивыгоднейшее напряжение
Напряжение в линии электропередачи можно выбирать независимо от силы тока в линии.
Чем выше напряжение в линии, тем при заданном токе больше передаваемая мощность. Но с ростом напряжения увеличивается стоимость изоляции линии. При воздушной линии надо с повышением напряжения подвешивать провода к более длинным гирляндам изоляторов, делать более высокие и более мощные опоры. Приходится также увеличивать диаметр самих проводов, чтобы уменьшить напряженность электрического поля у их поверхности и тем предотвратить чрезмерные потери на корону. Высоковольтные проводники часто делаются полыми. Для уменьшения потерь на корону предлагается иногда расщепление проводников. А два проводника получаются всегда дороже одного.
В кабельной линии передачи необходимо с повышением напряжения делать толще слой изоляции между токонесущим проводником и внешней заземленной защитной оболочкой.
t повышением напряжения возрастает также и стоимость подстанций на концах линий передач. Поэтому для передачи на короткие расстояния выгодно применять низкие напряжения, А чем больше расстояние передачи, тем более выгодным становится высокое напряжение.
Еще в конце прошлого века в первые десятилетия развития промышленной электротехники сложилось правило, вернее, даже не правило, а поговорка: «киловольт на километр». Напряжение линии в киловольтах должно соответствовать ее длине в километрах. Но это именно только поговорка, а не закон. Надо сказать, что величина наиболее выгодного напряжения зависит не только от расстояния передачи, но и от самой величины передаваемой мощности. Чем больше мощность, тем крупнее размеры установки и тем более высокое напря* жение гармонирует с этими размерами.
Большинство городских кабельных сетей работает при напряжении 6 000 в. Применяется и 11 000 в. Районные линии передачи выполняются при напряжении 35 000 в. Много у нас в Союзе линий при напряжении 110 и 220 тыс. в. Такими линиями выгодно передавать электроэнергию на расстояния до 300—400 км._ В последнее время советские электрики работают над тем, чтобы применить для передач переменным током 400 000 в, а для постоянного тока еще более высокие напряжения. Такими линиями можно будет передавать электроэнергию на расстояния в тысячу и более километров.
При передаче электроэнергии токами высокой частоты дело обстоит сложнее. Электрическое поле между проводниками линии вызывает потери в окружающей среде. Если проводники находятся вблизи земли, то в земле под влиянием быстропеременного напряжения на проводниках возникают вредные токи. Потери на эти токи растут как квадрат напряжения в линии передачи. При чрезмерном повышении напряжения передача становится неэкономичной.
В тяговых сетях высокочастотного транспорта применяются обычно напряжения не выше 5 000 в. При более высоком напряжении к. п. д. бесконтактной передачи энергии падает.
Источник: Электричество работает Г.И.Бабат 1950-600M
При каком напряжении выгоднее передавать электрическую энергию в линиях электропередач при заданной мощности?
При высоком напряжении и постоянном токе
Высоковольтная линия электропередачи постоянного тока (HVDC) использует для передачи электроэнергии постоянный ток, в отличие от более распространенных линий электропередач (ЛЭП) переменного тока. Высоковольтные ЛЭП постоянного тока могут оказаться более экономичными при передаче больших объёмов электроэнергии на большие расстояния. Использование постоянного тока для подводных ЛЭП позволяет избежать потерь реактивной мощности, из-за большой ёмкости кабеля неизбежно возникающих при использовании переменного тока. В определённых ситуациях ЛЭП постоянного тока могут оказаться полезными даже на коротких расстояниях, несмотря на высокую стоимость оборудования.
ЛЭП постоянного тока позволяет транспортировать электроэнергию между несинхронизированными энергосистемами переменного тока, а также помогает увеличить надёжность работы, предотвращая каскадные сбои из-за рассинхронизации фазы между отдельными частями крупной энергосистемы. ЛЭП постоянного тока также позволяет передавать электроэнергию между энергосистемами переменного тока, работающими на разной частоте, например, 50 Гц и 60 Гц. Такой способ передачи повышает стабильность работы энергосистем, так как, в случае необходимости, они могут использовать резервы энергии из несовместимых с ними энергосистем.
Современный способ передачи HVDC использует технологию, разработанную в 30-х годах XX века шведской компанией ASEA. Одни из первых систем HVDC были введены в строй в Советском Союзе в 1950 году между Москвой и городом Кашира (была использована немецкая трофейная техника Проект «Эльба»), и островом Готланд и Швецией в 1954 году, с мощностью системы 10-20 МВт. [1]
Самая длинная HVDC линия в мире в настоящее время находится в Бразилии и служит для передачи электроэнергии, вырабатываемой двумя ГЭС Санто-Антонио (англ.) русск. и Жирау (англ.) русск. с городом Сан-Паулу. Её общая длина 2400 км, мощность 3,15 ГВт.
При каком напряжении целесообразно передавать электрическую энергию?
На какие расстояния эффективно передавать электроэнергию?
Процесс передачи электрической энергии уже давно не вызывает у нас удивления. Электричество настолько прочно вошло в нашу жизнь, что представить себе ситуацию, когда его нет, для большинства из нас почти не возможно. За последние десятилетия были проложены миллионы километров проводов. Стоимость работ по вводу их в работу и эксплуатации составляет триллионы рублей. Но зачем строить протяженные ЛЭП, когда можно у каждого потребителя поставить генератор? Есть ли зависимость между длиной ЛЭП и качеством передаваемой электроэнергии? На эти и другие вопросы я и попытаюсь ответить.
Сторонники распределенной генерации полагают, что будущее энергетики состоит в использовании небольших генерирующих устройств каждым потребителем. Можно подумать, что столь привычные нам опоры ЛЭП доживают свои последние деньки. Попробую встать на защиту «старушек» ЛЭП и рассмотреть те плюсы, которые получает энергосистема при строительстве протяженных линий электропередачи.
Во-первых, транспорт электрической энергии напрямую конкурирует с транспортом топлива по железной дороге, нефте- и газопроводам. При их удаленности или отсутствии строительство линий электропередачи является единственным оптимальным решением для энергоснабжения.
Во-вторых, в электротехнике уделяется пристальное внимание резервированию мощности. Согласно правилам проектирования энергосистем, резерв должен обеспечивать работу энергосистемы при потере любого ее элемента. Сейчас этот принцип называется «N-1». Для двух изолированных систем суммарный резерв будет больше, чем для связанных, а меньший резерв — это меньшее количество денег, потраченных на дорогостоящее электрооборудование.
В-третьих, экономия достигается за счет более грамотного управления энергоресурсами. Атомные электростанции, гидроэлектростанции (за исключением малой генерации) по понятным причинам зачастую расположены в отдалении от крупных городов и поселений. Без линий электропередачи «мирный атом» и гидроэлектроэнергия не были бы использованы по их прямому назначению.
Разветвленная энергосистема также позволяет оптимизировать загрузку и прочих видов электростанций. Ключ к оптимизации — управление очередью загрузки. Вначале загружаются электростанции с более дешевым производством каждого кВт*ч, затем уже электростанции с более дорогим. Не стоит забывать и о часовых поясах! Когда в Москве пик энергопотребления, в Якутске этот показатель невелик.
Отдавая дешевую электроэнергию в разные часовые пояса, мы стабилизируем загрузку генераторов и сводим к минимуму издержки производства электричества.
Не стоит забывать и о конечном потребителе — чем больше у нас возможностей доставить до него электрическую энергию от разных источников, тем меньше вероятность, что когда-нибудь его энергоснабжение прервется.
К минусам построения разветвленной электросети можно отнести: сложное диспетчерское управление, трудную задачу автоматического управления и работы релейной защиты, появление необходимости дополнительного контроля и регулирования частоты передаваемой мощности.
Однако отмеченные недостатки не могут нивелировать положительный эффект от построения разветвленной энергосистемы. Развитие современных систем противоаварийного управления и компьютерных технологий постепенно упрощают процесс диспетчерского управления и увеличивают надежность электросетей.
Постоянный или переменный?
Существует два принципиальных подхода к передаче электроэнергии — использование переменного или постоянного тока. Не вдаваясь в подробности, отметим, что для небольших расстояний гораздо эффективнее использовать переменный ток. Но при передаче электроэнергии на расстояния свыше 300 км практичность использования переменного тока уже не так очевидна.
Связано это в первую очередь с волновыми характеристиками передаваемой электромагнитной волны. Для частоты 50 Гц длина волны составляет примерно 6000 км. Оказывается, что в зависимости от протяженности ЛЭП существуют физические ограничения на передаваемую мощность. Максимум мощности можно передать при длинах ЛЭП порядка 3000 км, что составляет половину длины передаваемой волны. К слову, этот же объем мощности передают по ЛЭП протяженностью в 10 раз меньше. При прочих размерах линий объем мощности может достигать всего лишь половины от данного значения.
В 1968 году в СССР был осуществлен уникальный и пока единственный в мире эксперимент по передаче мощности на расстояние 2858 км. Была собрана искусственно схема передачи, включающая в себя участки Волгоград-Москва-Куйбышев (ныне Самара)-Челябинск-Свердловск (ныне Екатеринбург) на напряжении 500 кВ. Опытным путем были подтверждены теоретические исследования длинных линий.
Из рекордсменов по протяженности можно выделить проложенную в Китае ЛЭП в 2200 км от восточной провинции Хами до города Чженчжоу (столица провинции Хэнань). Стоит отметить, что полный ее ввод в эксплуатацию намечен на 2014 год.
Также не стоит забывать о напряжении линий. Со школы нам знаком закон Джоуля-Ленца P = I? R
, который постулирует, что потери электрической энергии зависят от значения электрического тока в проводе и от материала, из которого он изготовлен. Мощность, передаваемая по линиям электропередачи, есть произведение тока на напряжение. Чем выше напряжение, тем меньше ток в проводе и тем самым меньше уровень потерь электроэнергии при передаче. Отсюда следствие: если мы хотим передавать электроэнергию на большие расстояния, необходимо выбирать как можно большее напряжение.
При использовании переменного тока в протяженных ЛЭП возникает ряд технологических проблем. проблема связана с реактивными параметрами линий электропередачи.
Емкостное и индуктивное сопротивление проводов оказывают существенное влияние на потери напряжения и мощности при передаче, возникает необходимость поддержания уровня напряжения на должном уровне и компенсации реактивной составляющей, что достаточно ощутимо увеличивает стоимость прокладки километра провода.
Высокое напряжение заставляет использовать большее количество гирлянд изоляции, а также накладывает ограничение на сечение провода. Все вместе увеличивает суммарный вес всей конструкции и влечет за собой необходимость использовать более устойчивые и сложные по своей конструкции опоры ЛЭП.
Этих проблем можно избежать, используя линии постоянного тока. Провода, используемые в линиях постоянного тока, дешевле и дольше служат при эксплуатации в связи с отсутствием частичных разрядов в изоляции. Реактивные параметры электропередачи не оказывают существенного влияния на потери.
При каком напряжении выгоднее передавать электрическую энергию — Все об электричестве
Электричество не относится к накопительным ресурсам. На сегодняшний день нет эффективных технологий, позволяющих аккумулировать энергию, выработанную генераторами, поэтому передача электроэнергии потребителям относится к актуальным задачам. В стоимость ресурса входят затраты на его производство, потери при транспортировке и расходы на монтаж и обслуживание ЛЭП. При этом от схемы передачи напрямую зависит эффективность системы электроснабжения.
Высокое напряжение, как способ уменьшения потерь
Несмотря на то, что во внутренних сетях большинства потребителей, как правило, 220/380 В, электроэнергия передается к ним по высоковольтным магистралям и понижается на трансформаторных подстанциях. Для такой схемы работы есть весомые основания, дело в том, что наибольшая доля потерь приходится на нагрев проводов.
где I – сила тока, проходящего через магистраль, RЛ – ее сопротивление.
Исходя из приведенной формулы можно заключить, что снизить затраты можно путем уменьшения сопротивления в ЛЭП или понизив силу тока. В первом случае потребуется увеличивать сечения провода, это недопустимо, поскольку приведет к существенному удорожанию электропередающих магистралей. Выбрав второй вариант, понадобится увеличить напряжение, то есть, внедрение высоковольтных ЛЭП приводит к снижению потерь мощности.
Классификация линий электропередач
В энергетике принято разделять ЛЭП на виды в зависимости от следующих показателей:
Потери электроэнергии
Не вся электроэнергия, выработанная на электростанции, доходит до потребителя. Потери электроэнергии могут быть:
Технологии передачи электроэнергии не стоят на месте. Развивается использование сверхпроводящих кабелей, позволяющих свести потери практически к нулю. Беспроводная передача электроэнергии – уже не фантастика для подзарядки мобильных устройств. А в Южной Корее работают над созданием беспроводной системы передачи энергии для электрифицированного транспорта.
Как происходит передача и распределение электроэнергии
Ни для кого не секрет, что электричество в наш дом попадает от электростанций, являющихся основными источниками электроэнергии. Однако между нами (потребителями) и станцией может быть сотни километров и через все это дальнее расстояние ток должен каким-то образом передаваться с максимальным КПД. В этой статье мы, собственно, и рассмотрим, как передается электроэнергия на расстоянии к потребителям.
Маршрут транспортировки электричества
Итак, как мы уже сказали, начальной точкой является электрическая станция, которая, собственно, и генерирует электроэнергию. На сегодняшний день основными видами электростанций являются гидро- (ГЭС), тепло- (ТЭС) и атомные (АЭС). Помимо этого бывают солнечные, ветровые и геотермальные эл. станции.
Далее от источника электричество передается к потребителям, которые могут находиться на дальних расстояниях. Чтобы осуществить передачу электроэнергии, нужно повысить напряжение с помощью повышающих трансформаторов (напряжение могут повысить вплоть до 1150 кВ, в зависимости от расстояния).
Почему электроэнергия передается при повышенном напряжении? Все очень просто. Вспомним формулу электрической мощности — P=UI, тогда если передавать энергию к потребителю, то чем выше напряжение на линии электропередач — тем меньше ток в проводах, при той же потребляемой мощности. Благодаря этому можно строить ЛЭП с большим напряжением, уменьшив сечение проводов, по сравнению с ЛЭП с низшим напряжением. Значит и сократятся расходы на строительство — чем тоньше провода, тем они дешевле.
Соответственно от станции электричество передается на повышающий трансформатор (при необходимости), а после этого с помощью ЛЭП осуществляется передача электроэнергии на ЦРП (центрально распределительные подстанции). Последние, в свою очередь, находятся в городах или в близком расстоянии от них. На ЦРП происходит понижение напряжения до 220 или же 110 кВ, откуда электроэнергия передается к подстанциям.
Далее напряжение еще раз понижают (уже до 6-10 кВ) и происходит распределение электрической энергии по трансформаторным пунктам, именуемым также ТП. К трансформаторным пунктам электричество может передаваться не по ЛЭП, а подземной кабельной линией, т.к. в городских условиях это будет более целесообразно. Дело в том, что стоимость полосы отчуждения в городах достаточно высокая и более выгодно будет прокопать траншею и заложить кабель в ней, нежели занимать место на поверхности.
От трансформаторных пунктов электроэнергия передается к многоэтажным домам, постройкам частного сектора, гаражному кооперативу и т.д. Обращаем ваше внимание на то, что на ТП напряжение еще раз понижается, уже до привычных нам 0,4 кВ (сеть 380 вольт).
Если кратко рассмотреть маршрут передачи электроэнергии от источника к потребителям, то он выглядит следующим образом: электростанция (к примеру, 10 кВ) – повышающая трансформаторная подстанция (от 110 до 1150 кв) – ЛЭП – понижающая трансформаторная подстанция – ТП (10-0,4 кВ) – жилые дома.
Вот таким способом электричество передается по проводам в наш дом. Как вы видите, схема передачи и распределения электроэнергии к потребителям не слишком сложная, все зависит от того, насколько большое расстояние.
Наглядно увидеть, как электрическая энергия поступает в города и доходит до жилого сектора, вы можете на картинке ниже:
Более подробно об этом вопросе рассказывают эксперты:
Как электричество поступает от источника к потребителю
История
Первые генераторы строили рядом с потребителями энергии. Они были маломощными и предназначались только для электроснабжения отдельного здания или городского квартала. Но затем пришли к выводу, что гораздо выгоднее возводить крупные станции в районах концентрации ресурсов. Это мощные ГЭС – на реках, крупные ТЭС – рядом с угольными бассейнами. Для этого нужна передача электроэнергии на расстояние.
Начальные попытки построить передающие линии столкнулись с тем, что при соединении генератора с приемниками электроэнергии длинным кабелем мощность к концу передающей линии сильно снижалась из-за огромных потерь на нагрев. Необходимо было использовать кабели с большей площадью сечения, что делало их значительно более дорогими, или повышать напряжение, чтобы уменьшить силу тока.
После опытов с передачей постоянного и однофазного переменного тока с помощью линий повышенного напряжения потери оставались слишком высокими – на уровне 75%. И только когда Доливо-Добровольский разработал систему трехфазного тока, был сделан прорыв в передаче электроэнергии: добились снижения потерь до 20%.
Важно! Сейчас подавляющее большинство линий электропередачи использует трехфазный переменный ток, хотя идет развитие и ЛЭП на постоянном токе.
При каком напряжении выгоднее передавать электрическую энергию в линии электропередач при заданной мощности?
При каком напряжении выгоднее передавать электрическую энергию в линии электропередач при заданной мощности?
Для переменного тока : 0, 4 ; 6 ; 10 ; 35 ; 110 ; 150 ; 220 ; 330 ; 400 ; 500 ; 750 ; 1150 киловольт (кВ)
В основном не более 700 это в россии
для постоянного используется всего один вид напряжение – 400 кВ.
Выразите мощность электрического тока через напряжение и силу тока)?
Выразите мощность электрического тока через напряжение и силу тока).
2. Электрическое поле?
2. Электрическое поле.
Характеристики электрического поля : напряженность, потенциал, электрическое напряжение, единицы энергии электрической энергии.
СРОООООЧНОООО?
На какое напряжение надо расчитывать изоляторы линии электропередачи, если действующее напряжение 430 кВ.
Какое напряжение нужно подать на проволочную спираль электрическим сопротивлением 12 Ом для получения мощности электрического тока на ней 48 Вт?
Какое напряжение нужно подать на проволочную спираль электрическим сопротивлением 12 Ом для получения мощности электрического тока на ней 48 Вт.
Способы понижения потерь в линии электропередач?
Способы понижения потерь в линии электропередач.
Какое напряжение нужно подать на проволочную спираль электрическим сопративлением 12 Ом для получения мощности электрического тока на ней 48 Вт?
Какое напряжение нужно подать на проволочную спираль электрическим сопративлением 12 Ом для получения мощности электрического тока на ней 48 Вт.
Сопротивление электрический плиты равна 80 Ом?
Сопротивление электрический плиты равна 80 Ом.
Напряжение в электросети 220 В.
На какую мощность рассчитана плита?
Сколько электрической энергии будет потрачено за 10 минут, в случае включения напряжение 220В электрического прибора с мощностью 300Вт?
Сколько электрической энергии будет потрачено за 10 минут, в случае включения напряжение 220В электрического прибора с мощностью 300Вт?
Чему равна сила тока в этой цепи?
От электростанции мощностью 5, 0 Мвт к потребителю передается энергия?
От электростанции мощностью 5, 0 Мвт к потребителю передается энергия.
До какого значения надо повысить напряжение в линии электропередачи сопротивлением 36 Ом чтобы было передано 95 % энергии?
В электрической цепи сопротивление 15ОМ, напряжение 220В?
В электрической цепи сопротивление 15ОМ, напряжение 220В.
Найти работу и мощность электрической цепи за 5 мин.
Какую энергию за 20мин потребляет электрическая плитка, включенная в сеть напряжением 220В, если сопротивление ее спирали 44Ом?
Какую энергию за 20мин потребляет электрическая плитка, включенная в сеть напряжением 220В, если сопротивление ее спирали 44Ом?
При каком напряжении выгоднее передавать электрическую энергию в линии электропередач при заданной мощности?
При каком напряжении выгоднее передавать электрическую энергию в линии электропередач при заданной мощности?
а) При пониженном б) При повышенном
в) Безразлично г) Значение напряжения
6.Напряжение на зажимах цепи с резистивным элементом изменяется по закону: u =100 sin (314=30 0 ).Определите закон изменения тока в цепи, если R =20 Ом.
а) I = 5 sin 314 t б) I = 5 sin (314t + 30 0 )
в)I = 3,55 in (314t + 30 0 ) г) I = 3,55 sin 314t
а) I = 5 cos 30 t б) I = 5 sin 30 0
в) I = 5 sin ( 
t+30 0 ) г) I = 5 sin ( t+30 0 )
а) Отстает по фазе от напряжения на 90 0
б) Опережает по фазе напряжение на 90 0
в) Совпадает по фазе с напряжением
г) Независим от напряжения.
Обычно векторные диаграммы строят для :
а) Амплитудных значений ЭДС, напряжений и токов
б) Действующих значений ЭДС, напряжений и токов.
в) Действующих и амплитудных значений
г) Мгновенных значений ЭДС, напряжений и токов.
11.Амплитудное значение напряжения u max =120В, начальная фаза 
=45.Запишите уравнение для мгновенного значения этого напряжения.
а) u= 120 cos (45t) б) u= 120 sin (45t)
в) u= 120 cos ( t + 45 0 ) г) u= 120 cos ( t + 45 0 )
12.Как изменится сдвиг фаз между напряжением и током на катушке индуктивности, если оба её параметра ( R и XL ) одновременно увеличатся в два раза?
а) Уменьшится в два раза б) Увеличится в два раза
в) Не изменится г) Уменьшится в четыре раза
а) 16 А ; 157 А б) 157 А ; 16 А
в)11,3 А ; 16 А г) 16 А ; 11,3
Каково соотношение между амплитудным и действующим значение синусоидального тока.
а) 
= 
б) = max * 
в) = max г) = 
15.В цепи синусоидального тока с резистивным элементом энергия источника преобразуется в энергию:
а) магнитного поля б) электрического поля
в)тепловую г) магнитного и электрического полей
Укажите параметр переменного тока, от которого зависит индуктивное сопротивление катушки.
а) Действующее значение тока б) Начальная фаза тока
в)Период переменного тока г) Максимальное значение тока
а) 
б) u = 
в) 
г) 
Чему равен ток в нулевом проводе в симметричной трёхфазной цепи при соединении нагрузки в звезду?
а) Номинальному току одной фазы б) Нулю
в) Сумме номинальных токов двух фаз г) Сумме номинальных токов трёх фаз
Симметричная нагрузка соединена треугольником. При измерении фазного тока амперметр показал 10 А. Чему будет равен ток в линейном проводе?
При каком напряжении выгоднее передавать электрическую энергию в линии электропередач при заданной мощности?
а) При пониженном б) При повышенном
в) Безразлично г) Значение напряжения
6.Напряжение на зажимах цепи с резистивным элементом изменяется по закону: u =100 sin (314=30 0 ).Определите закон изменения тока в цепи, если R =20 Ом.
а) I = 5 sin 314 t б) I = 5 sin (314t + 30 0 )
в)I = 3,55 in (314t + 30 0 ) г) I = 3,55 sin 314t
а) I = 5 cos 30 t б) I = 5 sin 30 0
в) I = 5 sin ( t+30 0 ) г) I = 5 sin ( t+30 0 )
