Исследование технологий дальней передачи электроэнергии высоковольтными линиями постоянного тока.

Введение………………………………………………………………………………...4
РАЗДЕЛ 1. ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ………………………………………………………..6
1.1 Проводные технологии электрических передач………………………………….6
1.2 Альтернативные технологии передачи электрической энергии………………12
1.2.1 Высокотемпературные сверхпроводящие кабельные линии
постоянного тока……………………………………………………………………...12
1.2.2 Технологии беспроводной передачи электрической энергии………………..18
1.3 Особенности передачи электрической энергии постоянным и
переменным током…………………………………………………………………….21
ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ 1…………………………………………………………...28
РАЗДЕЛ 2. ОСОБЕННОСТИ ДАЛЬНИХ ПЕРЕДАЧ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ……………………………………………………………………………...31
2.1 Потребность в сверхдальнем транспорте электроэнерги……………………....31
2.2 Возможные пути решения проблемы сверхдальнего
транспорта электроэнергии…………………………………………………………..32
2.3 Краткая характеристика полуволновой технологии……………………………35
2.4 Аспекты надежности сверхдальних электропередач…………………………...37
2.5 Проблема передачи электроэнергии на большие расстояния………………….45
2.6 Линии электропередачи постоянного тока……………………………………...48
2.7 Особенности конструктивного исполнения электропередач
постоянного тока……………………………………………………………………...56
ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ 2…………………………………………………………...58
РАЗДЕЛ 3. ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОСТОЯННОГО ТОКА ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ HVDC……………………………………………….61
3.1 Энергетическая супермагистраль в новую эру ВИЭ………………...…………61
3.2 Технология преобразователей напряжения (VSC) в системах передачи постоянного тока высокого напряжения…………………………………………….63
3.3 Достижения в области инфраструктуры Ultra HVDC (UHVDC) ...…………....65
3.4 Сравненительный анализ энергосистем высокого напряжения
постоянного и переменного тока…………………………………………………….67
ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ 3…………………………………………………………..70
РАЗДЕЛ 4. ОБОСНОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ КРИТЕРИЕВ С
РАЗРАБОТКОЙ РЕКОМЕНДАЦИЙ ДЛЯ ПЕРЕХОДА НА
ТЕХНОЛОГИИ HVDC……………………………………………………………….73
4.1 Оптимальные расстояния электропередач для технологий HVDC……………74
4.2 Возможные параметры напряжений, токов и мощности передаваемой электроэнергии………………………………………………………………………..77
4.3 Рекомендации по применению технологий HVDC при передаче электроэнергии……………………………………………………………………......79
ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ 4…………………………………………………………...81
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………………......82
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ……………….....85
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК………………………………………………..86

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность темы. В настоящее время проблема проектирования и строительства линий электропередачи постоянного тока сверхвысокого (СВН) и ультравысокого напряжения (УВН) актуальна для крупных по территории стран, в том числе и для России. Линии постоянного тока СВН и УВН имеют, как известно, ряд технических и экономических преимуществ:
– возможности для радикального увеличения радиуса действия ВЛ;
– возможность несинхронной работы двух энергосистем, связанных линией электропередачи постоянного тока;
– способность вентильных преобразователей выполнять функции быстродействующего выключателя и регулятора передаваемой мощности;
– щадящие условия работы изоляции кабелей при постоянном напряжении;
– отсутствие ограничений передаваемой мощности по условиям устойчивости параллельной работы и др.
Эти особенности и определяют технологическую "нишу" линий постоянного тока. В связи с этим актуальными являются некоторые проблемы линий постоянного тока, решение которых позволяет повысить технические, экономические и экологические характеристики этих линий. К ним относятся: оптимизация площади поперечного сечения полюса воздушных линий электропередачи постоянного тока (ВЛ ППТ), надежности ВЛ ППТ, возврата тока небаланса полюсов, применения двухцепных (квадруполярных) ВЛ, а также вопросы их экологии. Эти вопросы являются недостаточно хорошо изученными, поэтому их рассмотрение является актуальным в настоящее время.

Весь текст будет доступен после покупки

РАЗДЕЛ 1. ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПЕРЕДАЧИ

1.1 Проводные технологии электрических передач
Передача электрической энергии — технология передачи энергии от мест генерирования к местам потребления. Передача электроэнергии осуществляется посредством электрических сетей, в состав которых входят преобразователи, линии электропередачи и распределительные устройства.
Возможность передачи электроэнергии на расстояние впервые обнаружил Стивен Грей в 1720-е годы. В опытах Грея заряд передавался по шёлковому проводу на расстояние до 800 футов[1]
До конца XIX века электричество использовалось только поблизости от мест генерации. Это, в свою очередь, ограничивало степень использования доступных ресурсов, так как большие мощности для местного производства не требовались. С изобретением электрического освещения необходимость передачи электричества на большие расстояния стало актуальной проблемой, так как освещение требовалось в первую очередь в крупных городах, удалённых от источников энергии[2].
В 1873 году Фонтен впервые продемонстрировал генератор и двигатель постоянного тока, связанные проводом длиной 2 км. В 1874 году Ф. А. Пироцкий осуществил передачу электроэнергии мощностью 6 л. с. на расстояние 1 км, а в 1876 году повторил опыт, используя в качестве проводника рельсы Сестрорецкой железной дороги длиной 3,5 км. В конце 1870-х — начале 1880-х Д. А. Лачинов показал, что потери энергии при передаче имеют обратную зависимость от напряжения, а П. Н. Яблочков и И. Ф. Усагин создали первые трансформаторы, что позволило Усагину на Всероссийской выставке в Москве в 1882 году продемонстрировать первую высоковольтную систему передачи электроэнергии, включавшую повышающий и понижающий трансформаторы и линию электропередачи. В том же году на Мюнхенской выставке опыт передачи постоянного электрического тока напряжением до 2000 В на расстояние 60 км продемонстрировал Марсель Депре, при этом потери составили 78 %[2].
Прорывом в передаче электроэнергии на большие расстояния стал опыт М. О. Доливо-Добровольского на международной электротехнической выставке во Франкфурте-на-Майне в 1891 году. В ходе опыта энергия от установки на реке Неккар в городе Лауффен была передана во Франкфурт по трёхфазной линии на 175 км. Энергия передавалась при напряжении 15200 В, преобразование осуществлялось с помощью трёхфазных трансформаторов. КПД линии достигал 80,9 %, а передаваемая мощность — более 100 л. с., использованных для работы электрического двигателя и освещения. Опыт способствовал внедрению трёхфазного переменного тока и высоковольтных систем передачи. К 1910 году в США появились первые линии 110 кВ, в 1923 — 220 кВ, в то же время началось внедрение высоковольтных линий в Европе[2].

Весь текст будет доступен после покупки

1. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). – 7-е изд. – Москва: НЦ ЭНАС, 2014.
2. Иванова, Е. А. Методика выбора индуктивности линейного реактора для кабельно-воздушной линии постоянного тока. – Известия НИИ Постоянного Тока, №64, 2010.
3. Степкина, Ю.В. Проектирование электрической части понизительной подстанции : учеб.-метод. Пособие по выполнению курсового и дипломного проектирования / Ю.В. Степкина, В.М. Салтыков. – Тольятти: ТГУ, 2007.
4. Герасимова, В.Г. Электротехнический справочник Т.3. Кн. 1. Производство, передача и распределение электрической энергии / под ред. В.Г. Герасимова, А.Ф. Дьякова, А.И. Попова и др. – М.: МЭИ, 2002.
5. Кудрин, Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий: учебник для вузов / Б.И. Кудрин. – М: Интермет Инжиниринг, 2007.
6. Лыкин, А.В. Электрические системы и сети / А.В. Лыкин. – М.: Логос, 2006.
7. Padhan, S. K. Journal of Control Science and Engineering [Text] / S. K. Padhan, C. Nahak // Hindawi Publishing Corporation. – Egypt, 2016.
8. Конюхова, Е.А. Электроснабжение объектов: учебное пособие для студентов. Москва: «Мастерство», 2002.
9. Кужеков, С.Л. Практическое пособие по электрическим сетям и электрооборудованию / С.Л. Кужеков, С.В. Гончаров. – Изд. 6-е. - Ростов- на-Дону: Феникс, 2012.

Весь текст будет доступен после покупки