ОМИКРОН ОМИКРОН ОМИКРОН
Система Orphus

112. Роль трансформатора при передаче электрической энергии на расстояние

Пример 5. На электростанции установлен генератор постоянного тока мощностью 200 кВт, напряжением 230 в. Требуется подсчитать необходимое сечение медных проводов линий передачи, идущей к потребителю, расположенному на расстоянии 10 км от электростанции.

Ток, протекающий как по обмотке генератора, так и в линии передачи, будет:

Такое сечение имел бы провод диаметром 4.131 см. Один метр такого провода весил бы 119,8 кг. Медный провод для всей лниии весил бы 2396 т.

Полученный нами результат показывает, что пользоваться постоянным током низкого напряжения для передачи даже относительно небольших количеств электроэнергии на большое расстояние нельзя.

Попробуем теперь заменить иа нашей электростанции генератор постоянного тока генератором переменного тока. Пусть этот генератор имеет напряжение 230 в и ту же мощность в 200 кВт. Будем считать нагрузку сети активной.

На электрической станции установим повышающий трансформатор с коэффициентом трансформации 1: 43,4 (фиг. 209).

Напряжение линии передачи будет 230 • 43,4—10 000 в. Ввиду незначительных потерь в самом трансформаторе примем мощность, подводимую к первичной обмотке трансформатора, равной мощности, отдаваемой вторичной обмоткой.

Если мощность первичной обмотки равна 200 кВт, то такова же будет мощность и вторичной обмотки, Отсюда вторичный ток трансформатора



показывает, что так как ток в проводах линии передачи уменьшился в 43,4 раза при той же допускаемой затрате мощности в линии, то сопротивление проводов может быть в 43,4 2 раза больше, а сечение в 43.4 2 раза меньше, т. е.

Выбираем стандартное сечение 10 мм 2 .

Из рассмотренного примера понятна роль трансформатора при передаче электроэнергии на расстояние.

Увеличивая напряжение линии при помощи повышающего трансформатора, мы уменьшаем ток в проводах линии и сечение проводов можно выбирать меньшим. Чем длиннее линия передачи и чем больше передаваемая электрическая мощность, тем выше должно быть напряжение между проводами линии.

Однако обычно нельзя подключать потребители к линии высокого напряжения. Поэтому в конце линии ставят второй — понижающий трансформатор, который преобразует электрическую энергию тока высокого напряжения в энергию тока низкого напряжения, доступную для использования ее потребителями. В нашем примере (фиг. 209) установлен понижающий трансформатор с коэффициентом трансформации =43,4. Таким образом, потребители получат ток напряжением, несколько меньшим 230 в, если учесть падение напряжения в линии н трансформаторах (падением напряжения в линии электропередачи для простоты пренебрегаем).

В настоящее время имеются линии передачи с напряжением 220, 287, 400 кв. Построенная высоковольтная линия Куйбышев— Москва длиной около 900 км передает электрическую энергию под напряжением 400 кв. Линия Волгоград — Москва строится на (напряжении 500 кв.

Увеличение напряжения на линии сопровождается увеличением числа изоляторов, иа которых подвешиваются провода, увеличением размеров опор, увеличением стоимости повышающих и понижающих трансформаторов и подстанций. Передача мощности до 1 млн. кВт на расстояние 1—2 тыс. км потребует напряжения в 500—600 кв.

В настоящее время используются колоссальные энергетические ресурсы нашей страны. Строятся новые гидростанции на реках Сибири, Средней Азии, Азербайджана, Армении. Строятся гелиоустановки (солнечные двигатели) в Средней Азии; строятся крупные тепловые электроцентрали вблизи топливных месторождений и газотурбинные станции, использующие газ, полученный путем переработок под землей угля или сланцев. Строятся электрические станции, работающие при помощи атомной энергии. Все это влечет за собой развитие мощных энергетических систем, нередко удаленных одна от другой на очень большие расстояния.

Использование энергии отдельных систем возможно, если они будут связаны в единую высоковольтную сеть.

Экономические подсчеты показали, что на очень большие расстояния выгоднее передавать электрическую энергию постоянным током очень высокого напряжения (до 1 млн. в). Стоимость линии и ее оборудования в этом случае почти вдвое меньше, чем стоимость линии переменного тока. Передача постоянным током на сверхдальние расстояния будет идти по следующей схеме. Генераторы электрической станции вырабатывают трехфазный переменный ток напряжением порядка 15 кв. Повышающий трансформатор повышает напряжение, получаемое от генератора, до нескольких сот киловольт. Здесь же, на станции, при помощи специальных выпрямителей переменный ток преобразуется в постоянный ток высокого напряжения, который и поступает на один конец линии передачи. На другом конце линии установлен аппарат — инвертор, назначение которого состоит в том, чтобы преобразовать постоянный ток обратно в переменный ток, напряжение которого затем прн помощи понижающего трансформатора снижается до напряжения, необходимого потребителям. В настоящее время строится линия передачи постоянного тока Волгоград — Донбасс напряжением 800 кВ (напряжение между проводом и землей ±400 кВ), длиной 470 км при передаваемой мощности 750000 кВт.

5 Апрель, 2009              13757              ]]>Печать]]>
3 / 15 ( Отлично )

Добавить комментарий

Ваше имя

Текст

Контрольный вопрос

Dвa pлюs тpi ? (цифрой)

Вверх страницы