Die Powerline Ekibastuz – Kokshetau in Kasachstan hat mit über 1 Megavolt die weltweit höchste Übertragungsbetriebsspannung. Warum haben sie beschlossen, auf diese Weise Energie zu liefern?

BEARBEITEN:

Wenn eine höhere Spannung bedeutet, dass ein dünnerer Draht für die Übertragung verwendet werden kann, warum arbeitet dann der Rest der Industrieländer nicht mit so hohen Getrieben?

Das Design von Stromleitungen ist eine komplexe Angelegenheit, in der sich viele Entscheidungen überlagern.

Die Powerline Ekibastuz – Kokshetau ist ein relativ neuer Bau, der 1985 fertiggestellt wurde. Es entstanden zwei weitere Leitungen, eine in Richtung Moskau, die jetzt mit 500 kV betrieben wird, die andere wurde abgebaut.

Es ist an ein großes Kraftwerk angeschlossen, das ungefähr zur gleichen Zeit gebaut wurde.

Es läuft eine lange Strecke durch ein relativ leeres Gebiet.

Man kann davon ausgehen, dass es sich um das Prototypprojekt für die Idee der Elektrizitätsverteilung auf dünn besiedelten Gebieten im sowjetischen Einflussbereich handelte.

Was würde einen Stromanbieter dazu veranlassen, eine 1-MW-Stromleitung zu bauen?

• Baue ein riesiges Kraftwerk (passiert nicht oft)

• In einem Gebiet mit geringer Bevölkerungsdichte (nicht viele Menschen beschweren sich über den Bau)

• Kein Vertriebsnetz vorhanden (nur in der sogenannten 2. Welt)

• Benötigen Sie den Strom an einem anderen Ort (Ekibastus Plant ist 4 GW, Stromleitung ist 5 GVA)

Einfach ausgedrückt, jeder andere, der eine 1MV-Stromleitung benötigt, ließ etwas anderes bauen, bevor es wirtschaftlich machbar war, 1MV-Leitungen zu bauen. Dass die Moskauer Niederlassung dieser speziellen Leitung trotz ihrer Auslegung für 1 MW mit 500 kV betrieben wird, sagt etwas darüber aus.

Wenn also eine 1-MW-Stromleitung erneut gebaut wird, kann dies zunächst in Argentinien oder Brasilien der Fall sein. Aber nur, wenn sie sich entscheiden, große Kraftwerke an Orten zu bauen, an denen der größte Teil des Stroms an anderer Stelle benötigt wird.

Auch in der Kraftwerkstechnik hat sich in den 20 Jahren seitdem viel getan. Kleinere Anlagen sind machbarer, Solar- und Windtechnologien finden ihren Platz. Heute würde eine Stadt wie Kokshetau eine mittelgroße Anlage bekommen und fertig sein. Megaprojekte zum Transport von Strom werden nicht mehr viel benötigt.

Ich nehme an, die Stromleitung ist die Besonderheit eines Fünfjahresplans. Wenn ja, sollte dies der Beginn eines massiven Stromverteilungssystems für die ländlichen Teile der Einflusssphäre sein. Bevor jedoch weitere gebaut werden konnten, brach das System zusammen.

$I\times V$$I^2\times R$

Ich gehe davon aus, dass die Stromleitung sehr lang ist. Wenn Sie also eine höhere Spannung verwenden, können Sie dünneren Draht verwenden. Dies ist einer der Hauptgründe, warum AC die aktuellen Kriege gewann - damals gab es keine einfache Möglichkeit, die Gleichspannung zu erhöhen / zu verringern.

Grundsätzlich gibt es zwei Faktoren. Je höher die Spannung, desto geringer der Strom und desto geringer die Verluste. Dies ermöglicht dünnere Drähte. Wenn andererseits die Spannung steigt, ist überall eine bessere Isolation erforderlich - die Pfosten müssen höher sein (damit keine Entladung in den Boden erfolgt), der Abstand zwischen den Drähten muss größer sein und die Transformatoren am müssen wesentlich besser isoliert sein Enden der Linie. Das Erhöhen der Spannung verringert somit die Übertragungsverluste und den Leitungsquerschnitt, führt jedoch selbst zu vielen Problemen mit der Hochspannung. Deshalb ist die tatsächlich verwendete Spannung ein Kompromiss - hoch genug, um nicht zu viel Energie als Wärme zu verlieren und nicht zu hoch, damit das System hergestellt und betrieben werden kann.

Das kommt ein paar Jahre später, aber das liegt daran, dass sich die Situation geändert hat:

Jetzt gibt es in Indien 1200-kV-Leitungen und in China 1100-kV-Leitungen. In beiden Fällen werden sie verwendet, um Strom von entfernten (häufig Wasserkraftwerken) in große Städte wie Shanghai zu übertragen. Insbesondere Wasserkraft befindet sich dort, wo sie optimal gebaut sind und möglicherweise sehr weit von Städten entfernt sind. Andere Kraftwerke können bei Bedarf in der Nähe von Städten gebaut werden, sie können jedoch aufgrund von Umweltverschmutzung oder wie im Fall von Ekibastuz auch weiter entfernt aufgestellt werden. Das Kraftwerk liegt neben einem sehr großen Kohlenvorrat. Große Kernkraftwerke sind ebenfalls weit von Ballungszentren entfernt.

Selbst wenn sie im Wettbewerb mit der HGÜ stehen, hat ein sehr hoher Wechselstrom einige praktische Vorteile, die eine Konstruktion rechtfertigen. Diese Strecke zwischen Ekibastuz und Kokshetau war vielleicht ein Misserfolg, wenn man die Rentabilitätsrendite berücksichtigt, da nur ein Teil davon jemals mit 1150 kV betrieben wurde. Jetzt arbeitet alles mit 500 kV, aber es war eine interessante wissenschaftliche Leistung ...

Zu verstehen, warum es eine solche Spannung gibt, ist einfach, wenn man darauf achtet, wovon wir sprechen.

Eine Antwort

$I^2\times R_{wire}$$V\times I$$I$

$V$$V = I\times R$$V^2\over R$

Haben wir uns also durch Erhöhen der Spannung tatsächlich verschlechtert ?

$I^2\times R$

• Dies bedeutet zunächst, dass das Kabel von Natur aus dem Elektronenfluss widersteht. Seine Elektronen befinden sich gern im Gleichgewicht und werden nicht gern von neuen Marktteilnehmern gedrängt
• $I$$F$

Wenn Sie daran denken, ist es nicht verwunderlich, dass die Verlustleistung quadratisch ist. Wenn Sie ein sehr großes Kabel haben, ist es sinnvoll, dass die Verlustleistung linear ist. Sie zahlen einen konstanten Preis für jedes eingehende Elektron. In einem kleineren Kabel wird das Kabel gesättigt und die Kapazität zur Aufnahme neuer Elektronen nimmt ab.

Alles zusammen

Nach alledem ist es ziemlich klar, was der Fehler der naiven Argumentation ist: Wir haben die Spannung zwischen dem Boden und dem ersten Ende des Kabels verwendet. Die einzige sinnvolle Größe ist jedoch die Spannung an den Endpunkten des Kabels.

Eine andere Sichtweise ist, dass Sie jedes Mal, wenn Sie von einer Spannung sprechen, nicht nur die Höhe der Spannung kennen müssen, sondern auch die 2 Punkte, auf die sie sich bezieht. Sie sind Teil der Definition. An sich hat eine Spannung von 10 Volt keine physikalische Bedeutung. Eine Spannung von 10 Volt zwischen Punkt A und Punkt B hat dagegen eine Bedeutung.

Zurück zum Problem: Durch Erhöhen der Spannung zwischen dem Boden und dem ersten Ende des Kabels benötigen wir eine geringere Intensität, um die gleiche Energiemenge an eine andere Person zu übertragen, die diesen Strom aufnimmt und bei Spannung auf Bodenniveau verbraucht .

Fazit

$I^2\times R = I\times V_2$$R$$V_2 = I\times R$

Eine äquivalente Sichtweise ist, dass es zu einem geringeren Spannungsabfall zwischen der Zentrale und dem Verbraucher kommt.

Die Grenze ist, dass Sie spezielle Ausrüstung haben müssen. In einem Extremfall, wenn die Spannung zu hoch ist, wird das Elektron der Luft selbst herumgeschoben und es wird eine elektrische Entladung (auch als "Plasma" bezeichnet) erzeugt.