نقل الطاقة الكهربائية
نقل الكهرباء Electric power transmission المقصود بها هي عملية نقل الطاقة الكهربية التي ولدتها محطة الطاقة إلى المستفيدين مباشرة، فيتم نقل الكهرباء بشرط حتى يتم تغذية جميع مشهجر على حدة، أي لاقد يكون بين المحطة والمستفيد مستفيد آخر، نقل الكهرباء كان يتم في بدايات الكهرباء عن طريق أعطى أسلاك توصيل بين المحطة والمشهجر كما عمل طوماس إدسون في أول محطة طاقة تجارية في التاريخ والتي أنشأها في نيويورك سنة 1882 لكن مع التوسع العمراني وزيادة الطلب وإضطرار المحطات إلى الخروج من المدن لتفسيح المكان لبناء المساكن والدور، واصل المعنيون نقل الطاقة بنفس الكيفية التقليدية لكن الأمر الذي استجد لاحقا بسبب جلاء المحطات وابتعادها هوحتى المسافة بعدت بين المنتج والمستهلك والمد بالطريقة العادية لم يعد مجديا ولاعمليا لإن فقد الجهد الكهربي الحاصل بسبب طول المسافة كان كبيرا فكان يلزم حمل الجهد الكهربي من المحطة الأمر الذي ولد معضلة جديدة لها علاقة بإستقرارية نظام التوليد فكان يجدر هنا بالباحثين السعي خلف وسيلة فريدة من نوعها تنفض الطريقة القديمة وتحل مكانها، ومن هذا السبب كان نقل الكهرباء فهما قائما بذاته يتعلق بمحورين هامين للغاية بالنسبة له وهوإيجاد الوسيلة التي تقلل الفقد الكهربي ووتسبغ الإستقرارية على النظام فتضفي أمان كهربائي.
نظام النقل
يتكون نظام نقل الكهرباء من عدة عناصر أهمها :
- خطوط النقل محمولة على أبراج كهرباء أومدفونة ككيابل تحت الأرض
- المحولات الكهربائية بنوعيها الرافع والخافض
- المحطات الفرعية
تستعمل الأغلبية الساحقة من الدول تيار متعدد الأطوار لنقل الكهرباء وأكثرها تيار ثلاثي الأطوار أوتيار ثلاثي الأسلاك والتيار المستعمل هنا هوالتيار المتردد بسبب خسارة أديسون في حرب التيارات ويسير التيار في مستويات جهد عالية جدا لتقليل التيار الجاري فيقل الفقد الكهربي وتتراوح تلك المستويات من 110 إلى 760 كيلوفولت وهناك عناصر أخرى مثل وسائل الحماية الكهربائية كوسائل تجنب التيار العالي ووسائل تجنب الجهد العالي .طير teck
النقل الهوائي
لا يتم تغطية الموصلات الهوائية ذات الجهد العالي بالعزل. تكون مادة الموصل دائمًا تعبير عن خليط الألومنيوم، يتم تصنيعها في عدة خيوط وربما معززة بخيوط فولاذية. كان النحاس يستخدم أحيانًا في النقل الهوائي، لكن الألومنيوم أخف وزنًا، ولا ينتج عنه سوى انخفاض هامشي في الأداء وتكاليف أقل بكثير. الموصلات الهوائية هي سلعة مقدمة من الكثير من الشركات في جميع أنحاء العالم. تُستخدم مواد وأشكال الموصلات المحسّنة بانتظام للسماح بزيادة السعة وتحديث دارات النقل. تتراوح أحجام الموصلات من12 mm2 (#6 American wire gauge) to 750 mm2 (1,590,000 circular mils area),، مع مقاومة متفاوتة والتيار -سعة التيار الحامل. بالنسبة لخطوط التيار المتردد العادية، قد تؤدي الأسلاك السميكة إلى زيادة صغيرة نسبيًا في السعة بسبب تأثير الغلاف (الذي يتسبب في تدفق معظم التيار بالقرب من سطح السلك). بسبب هذا القيد للتيار، يتم استخدام كابلات متوازية متعددة (تسمى حزمة الموصلات) عندما تكون هناك حاجة إلى سعة أعلى. تستخدم موصلات الحزمة أيضًا في الفولتية العالية لتقليل فقد الطاقة الناجم عن التفريغ الإكليلي. اليوم، عادة ما تعتبر الفولتية على مستوى الإرسال 110 كيلوفولت وما فوق. وعادة ما تعتبر الفولتية المنخفضة، مثل 66 كيلوفولت و33 كيلوفولت، جهد آلية ثانوية، ولكنها تُستخدم أحيانًا في خطوط طويلة بأحمال خفيفة. عادة ما تستخدم الفولتية أقل من 33 كيلوفولت ل التوزيع. تعتبر الفولتية التي تفوق 765 كيلوفولت الجهد العالي الإضافي وتتطلب تصميمات مختلفة مقارنةً بالمعدات المستخدمة في الجهد المنخفض. نظرًا لأن أسلاك النقل الهوائية تعتمد على الهواء للعزل، فإن تصميم هذه الخطوط يحتاج الحد الأدنى من الترخيص التي يجب مراعاتها للحفاظ على السلامة. يمكن حتى تؤدي الأحوال الجوية المعاكسة، مثل الرياح الشديدة ودرجات الحرارة المنخفضة، إلى انقطاع التيار الكهربائي. سرعات الرياح التي تصل إلى 23 عقدةs (43 كم/س) يمكن حتى تسمح للموصلات بتجاوز تصاريح التشغيل، مما ينتج عنه flashover وفقدان الإمداد. يمكن حتى توصف الحركة المذبذبة للخط الفيزيائي الموصل ذوالرفرفة السريعة اعتمادًا على تردد وسعة التذبذب.
النقل تحت الأرض
يمكن أيضًا نقل الطاقة الكهربائية بواسطة كبلات الطاقة تحت الأرض بدلاً من خطوط الطاقة الهوائية . تشغل الكابلات تحت الأرض مرورية أقل من الخطوط الهوائية، وهي غير مرئية، وتتأثر بشكل أقل بالطقس السيئ. ومع ذلك، فإن تكاليف الكابلات المعزولة والحفر أعلى بكثير من تكاليف البناء العامة. تستغرق تحديد الأخطاء وإصلاحها في خطوط النقل المدفونة وقتاً أطول .
في بعض المناطق المركزية، تكون كابلات النقل تحت الأرض محاطة بأنابيب معدنية ومعزولة بسائل عازل (عادة ماقد يكون زيتًا)قد يكون ثابتًا أودائريًا عبر المضخات. إذا تسبب عطل كهربائي في تلف الأنبوب وإنتاج تسرب عازل في التربة المحيطة، يتم تعبئة شاحنات النيتروجين السائل لتجميد أجزاء من الأنبوب لتمكين تصريف وإصلاح مسقط الأنبوب التالف. يمكن لهذا النوع من كابل النقل تحت الأرض إطالة فترة الإصلاح وزيادة تكاليف الإصلاح. فعادة ما يتم رصد درجة حرارة الأنابيب والتربة باستمرار طوال فترة الإصلاح.
فالخطوط الأرضية مقيدة بشكل صارم بسعتها الحرارية، والتي تسمح بالحمل الزائد أوإعادة التثمين بشكل أقل من الخطوط الهوائية . تحتوي كابلات التيار المتناوب الطويلة تحت الأرض سعة كبيرة، مما قد يقلل من قدرتها على توفير طاقة مفيدة للأحمال خارج 50 ميلs (80 kiloمترs). لا يقتصر طول كبلات التيار المستمر على سعاتها، ومع ذلك، فإنها تتطلب محطات تحويل HVDC في كلا طرفي الخط للتحويل من DC إلى AC قبل الاتصال بشبكة النقل.
نظرة تاريخية
في الأيام الأولى للطاقة الكهربائية التجارية، أدى انتنطق الطاقة الكهربائية بنفس الجهد المستخدم في الإضاءة والأحمال الميكانيكية إلى تقييد المسافة بين محطة التوليد والمستهلكين. في عام 1882، كان التوليد مع التيار المستمر (DC)، والذي لا يمكن زيادته بسهولة في الجهد لنقل المسافات الطويلة. حيث تتطلب فئات مختلفة من الأحمال (على سبيل المثال، الإضاءة، والمحركات الثابتة، وأنظمة الجر / السكك الحديدية) الفولتية المتنوعة، وبالتالي تستخدم المولدات والدارات المتنوعة.
نظرًا لهذا المجال للخطوط ولأن ناقل الحركة كان غير فعال للدارات عالية الجهد المنخفضة التيار، فقد احتاجت المولدات إلى حتى تكون قريبة من أحمالها. بدا، في ذلك الوقت، حتى الصناعة يفترض أن تتطور إلى ما يعهد الآن باسم نظام الجيل الموزع مع وجود أعداد كبيرة من المولدات الصغيرة الواقعة بالقرب من أحمالها.
أصبح نقل الطاقة الكهربائية مع التيار المتناوب (AC) ممكنًا بعد لوشين گالارد وجون دكسن گبس بناء ما أسموه المولد الثانوي، وهومحول مبكر مزود بنسبة دوران 1: 1 والدارات المغناطيسية المفتوحة، في عام 1881. كان أول خط AC للمسافات الطويلة 34 kiloمترs (112,000 قدم) طويلًا، تم إنشاؤه من أجل المعرض الدولي لعام 1884 لـ Turin، Italy. تم تشغيله بواسطة مولد كهربائي بجهد 2 كيلوفولت و130 هرتز سيمنز & هالسكي وتضمن الكثير من المولدات الثانوية من Gaulard مع لفائفها الأولية متصلة في سلسلة، والتي تغذي المصابيح المتوهجة. أثبت النظام جدواه بنقل الطاقة الكهربائية AC على مسافات طويلة.
كان أول نظام تكييف يعمل في الخدمة في عام 1885 عبر Dei Cerchi، روما، إيطاليا، للإضاءة العامة. كان مدعومًا بمولدين سيمنز وهالسك مولدين بقوة 30 حصان (22 كيلوواط)، 2 كيلوفولت عند 120 هرتز، واستخدما 19 كم من الكابلات و200 محول تيار متوازي متصل بجهد 2 إلى 20 فولت مزود بدارة مغناطيسية مغلقة، واحد لكل مصباح. بعد بضعة أشهر، أعقب ذلك أول نظام تكييف هواء بريطاني، والذي تم تشغيله في Grosvenor Gallery، لندن. كما تضمنت مولدات Siemens ومحولات تنحية 2.4 كيلوفولت إلى 100 فولت واحد لكل مستخدم مع تحويلات وصل تمهيدية.
من خلال ما اعتبره تصميمًا غير عملي لگولارد-گبس، طور المهندس الكهربائي ويليام ستانلي، الابن ما يعتبر أول سلسلة عملية لتحويل التيار المتناوب في عام 1885. من خلال العمل بدعم من George Westinghouse، أظهر في عام 1886 نظام إضاءة التيار المتناوب القائم على المحولات في Great Barrington، Massachusetts. يتم تشغيل التيار الكهربائي إلى 100 فولت باستخدام محرك بخار يعمل على محرك 500 فولت Siemens، باستخدام محول ستانلي الجديد لتشغيل المصابيح المتوهجة في 23 شركة على طول الشارع الرئيسي مع فقدان ضئيل للغاية للطاقة على 4,000 قدم (1,200 م). إذا هذا العرض العملي لمحول ونظام إضاءة التيار المتناوب من شأنه حتى يدفع شركة وستنگهاوس إلى البدء في هجريب أنظمة التيار المتناوب في وقت لاحق من ذلك العام.
وشهد عام 1888 تصميمات لـ محرك AC، وهوما كانت تفتقر إليه هذه الأنظمة حتى ذلك الحين. كانت هذه المحرك التحريضي تعمل على متعدد الأطوار، تم اختراعها بشكل مستقل من قبل گاليليوفيراريس ونيكولا تسلا (مع تصميم تسلا لتصريحه من وستنگهاوس في الولايات المتحدة). تم تطوير هذا التصميم ليصبح شكلًا عمليًا ثلاث أطوار بواسطة ميخائيل دوليڤو-دوبروڤولسكي وتشارلز يوجين لانسلوت براون. زادت الفولتية المستخدمة لنقل الطاقة الكهربائية طوال القرن العشرين. بحلول عام 1914، كان خمسة وخمسون نطام نقل يعمل جميع منها بأكثر من 70 كيلوفولت في الخدمة. بأعلى الجهد ثم تم استخدام 150 كيلوفولت.
ستشهد أواخر ثمانينيات القرن التاسع عشر وأوائل تسعينيات القرن العشرين الاندماج المالي لشركات الكهرباء الأصغر في عدد قليل من الشركات الكبرى مثل Ganz وAEG في أوروبا وGeneral Electric و Westinghouse Electric في الولايات المتحدة. استمرت هذه الشركات في تطوير أنظمة تكييف الهواء، لكن الفرق الفني بين الأنظمة الحالية والمباشرة سيتبع اندماجاً فنياً لفترة أطول. نظرًا للابتكار في الولايات المتحدة وأوروبا، تم ببطء دمج اقتصاد الحجم الحالي للتيار المتردد مع محطات توليد كبيرة جدًا مرتبطة بالأحمال عبر النقل لمسافات طويلة مع القدرة على ربطه بجميع الأنظمة الحالية التي يلزم توفيرها. وتضم هذه أنظمة التيار المتناوب أحادية الطور، وأنظمة AC متعددة الطور، والإضاءة المتوهجة ذات الجهد المنخفض، وإضاءة القوس عالية الجهد، ومحركات التيار المستمر الموجودة في المصانع وسيارات الشوارع. في ما أصبح "نظامًا عالميًا"، تم سد هذه الاختلافات التكنولوجية مؤقتًا من خلال تطوير محول دوار ومحرك كهربائي يتيح عددًا كبيرًا من الأنظمة القديمة متصلاً بشبكة التيار المتناوب. سيتم استبدال هذه الفجوات المؤقتة ببطء لأن الأنظمة الأقدم تم عزلها أوترقيتها.
تم أول انتنطق لتيار التيار المتناوب أحادي الطور باستخدام الجهد العالي في ولاية أوريچون في عام 1890 عندما تم توصيل الطاقة من محطة كهرومائية في ويلاميت فولز إلى مدينة بورتلاند {14 ميلs (23 kم). وقع أول تيار متناوب من ثلاث مراحل باستخدام الجهد العالي في عام 1891 أثناء المعرض الدولي للكهرباء في فرانكفورت. خط نقل 15 كيلوفولت، طوله حوالي 175 كم، متصل Lauffen on the Neckar وفرانكفورت.
زادت الفولتية المستخدمة لنقل الطاقة الكهربائية طوال القرن العشرين. بحلول عام 1914، فقد كان خمسة وخمسون نظام نقل يعمل جميع منها بأكثر من 70 كيلوفولت في الخدمة. تم استخدام أعلى الجهد ثم 150 كيلوفولت.من خلال السماح بتوصيل محطات توليد الكهرباء المتعددة على مساحة واسعة، تم تخفيض تكلفة إنتاج الكهرباء. يمكن استعمال أكثر المصانع المتوفرة كفاءة لتزويد الأحمال المتنوعة خلال اليوم. تم تحسين الموثوقية وخفضت تكلفة الاستثمار الرأسمالي، حيث يمكن مشاركة القدرة الاحتياطية لتوليد الكهرباء على الكثير من العملاء ومناطق جغرافية أوسع. يمكن استغلال مصادر الطاقة البعيدة والمنخفضة التكلفة، مثل الطاقة الكهرومائية أوالوقود الأحفوري، لخفض تكلفة إنتاج الطاقة.
جعل التصنيع السريع في القرن العشرين خطوط وشبكات النقل الكهربائي البنية التحتية الحيوية في معظم الدول الصناعية. حفزت الترابط بين محطات التوليد المحلية وشبكات التوزيع الصغيرة بمتطلبات الحرب العالمية الأولى، مع محطات توليد الكهرباء الكبيرة التي بنتها الحكومات لتوفير الطاقة لمصانع الذخيرة. فيما بعد تم ربط محطات التوليد هذه بتزويد الأحمال المدنية من خلال النقل لمسافات طويلة.
نقل الطاقة بالجملة
يصمم المهندسون شبكات نقل لنقل الطاقة بأكبر قدر ممكن من الكفاءة، مع مراعاة العوامل الاقتصادية وسلامة الشبكة والتكرار في نفس الوقت. تستخدم هذه الشبكات مكونات مثل خطوط الطاقة والكابلات وقاطع الدارة والمفاتيح والمحولات. تتم إدارة شبكة النقل عادةً على أساس إقليمي بواسطة كيان مثل منظمة النقل الإقليمية أومشغل نظام النقل. يتم تحسين كفاءة النقل بشكل كبير عن طريق الأجهزة التي تزيد من الجهد (وبالتالي تقلل التيار بشكل متناسب)، في الموصلات الخطية، مما يسمح بنقل الطاقة بخسائر مقبولة. يقلل التيار المتدفق عبر الخط من خسائر التدفئة في الموصلات. وفقًا لـ قانون جول، فإن خسائر الطاقة تتناسب طرديًا مع مربع التيار. وبالتالي، فإن تقليل التيار بعامل من اثنين يفترض أن يقلل الطاقة المفقودة لمقاومة الموصل بعامل أربعة لأي حجم معين من الموصل. يمكن تقدير الحجم الأمثل للموصل للجهد والتيار المعين من خلال قانون كيلڤن لحجم الموصل، الذي ينص على حتى الحجم في أفضل حالاته عندما تكون التكلفة السنوية للطاقة المهدرة في المقاومة مساوية للقيمة السنوية لرسوم رأس المال من توفير موصل. في أوقات انخفاض أسعار الفائدة، يشير قانون كيلڤن إلى حتى الأسلاك الأكثر سمكًا هي الأمثل ؛ بينما، عندما تكون المعادن باهظة الثمن، تتم الإشارة إلى الموصلات المحددة: ومع ذلك، تم تصميم خطوط الكهرباء للاستخدام طويل الأجل، لذلك يجب استخدام قانون Kelvin بالاقتران مع التقديرات طويلة الأجل لثمن النحاس والألومنيوم وكذلك أسعار الفائدة. لرأس المال. يتم تحقيق زيادة في الجهد في دارات التيار المتناوب باستخدام "خطوة متابعة محول". تتطلب أنظمة HVDC معدات تحويل مكلفة نسبيًا والتي قد يحدث لها ما يبررها اقتصاديًا لمشاريع معينة، مثل الكابلات البحرية والانتنطق من نقطة إلى نقطة ذي السعة الطويلة والمسافة الأطول. HVDC ضروري لاستيراد وتصدير الطاقة بين أنظمة الشبكات غير المتزامنة مع بعضها البعض.
تتكون شبكة النقل من محطة كهرباء وخطوط نقل و محطات فرعية. تنتقل الطاقة عادةً داخل شبكة تحتوي على التيار المتناوب ثلاثي الطور . يتم استخدام التيار المتناوب أحادي الطور فقط للتوزيع على المستخدمين النهائيين لأنه غير صالح للاستخدام في تعدد كبير للأطوار للمحركات التحريضية. في القرن التاسع عشر، تم استخدام ناقل الحركة ثنائي الطور، لكنه تطلب إما أربعة أسلاك أوثلاثة أسلاك ذات تيارات غير متساوية. تتطلب أنظمة الفترة العليا من الترتيب أكثر من ثلاثة أسلاك، ولكنها تقدم القليل أولا فائدة منها.
ثمن محطة الطاقة الكهربائية مرتفع، والطلب على الكهرباء متغير، لذلك غالباً ماقد يكون استيراد جزء من الطاقة المطلوبة أرخص من توليده محليًا. نظرًا لأن الأحمال غالباً ما تكون مرتبطة إقليمياً (قد يؤدي الطقس الحار في الجزء الجنوبي الغربي من الولايات المتحدة إلى استخدام الكثير من مكيفات الهواء)، فإن الطاقة الكهربائية غالباً ما تأتي من مصادر بعيدة. نظرًا للفوائد الاقتصادية لمشاركة الأحمال بين المناطق، فإن شبكة نقل المنطقة الواسعة تمتد الآن إلى البلدان وحتى القارات. يجب حتى تتيح شبكة الترابط بين منتجي الطاقة والمستهلكين القدرة على التدفق، حتى لوكانت بعض الروابط غير صالحة للعمل. يُعهد الجزء غير المتغير (أوالذي يتغير ببطء على مدار ساعات) من الطلب على الكهرباء باسم "[[[محطة توليد الكهرباء ذات الحمل الأساسي | الحمل الأساسي]]"، ويتم تقديمه عمومًا بواسطة منشآت كبيرة (والتي تكون أكثر كفاءة بسبب وفورات النطاق) مع التكاليف الثابتة للوقود والتشغيل. مثل هذه المنشآت نووية أوتعمل بالفحم أوكهرومائية، في حين حتى مصادر الطاقة الأخرى مثل الطاقة الشمسية الحرارية المركزة والطاقة الحرارية الأرضية لديها القدرة على توفير طاقة الحمل الأساسية. إذا مصادر الطاقة المتجددة، مثل الطاقة الشمسية الضوئية والرياح والأمواج والمد والجزر، لا تُعتبر، بسبب تقاطعاتها، بمثابة "تحميل أساسي" ولكنها ستظل تضيف الطاقة إلى الشبكة. يتم توفير الطلب المتبقي أو"الذروة" من الطاقة بواسطة محطة توليد الطاقة القصوى، والتي عادةً ما تكون أصغر، وأسرع، وأعلى تكلفة، مثل محطات التوربينات ذات الدورة المركبة أوالاحتراق التي يغذيها الغاز الطبيعي. يعتبر نقل الكهرباء عن بُعد (بمئات الكيلومترات) رخيصًا وفعالًا، بتكاليف تتراوح بين 0.005 - 02.02 دولار أمريكي لكل كيلووات في الساعة (مقارنة بتكاليف الإنتاج السنوية الكبيرة المتوسطة التي تتراوح بين 0.01 إلى 02525 دولار أمريكي لكل كيلووات في الساعة، ومعدلات البيع بالتجزئة تزيد عن 0.10 دولار أمريكي لكل كيلووات في الساعة، ومضاعفات البيع بالتجزئة للموردين الفوريين في لحظات الطلب غير المتسقطة. وبالتالي، يمكن للموردين البعيدين حتىقد يكونوا أرخص من المصادر المحلية (على سبيل المثال، تشتري نيويورك أكثر من 1000 ميجاوات من الكهرباء من كندا). يمكن لـ مصادر محلية" متعددة (حتى لوكانت أكثر تكلفة وتستخدم بشكل غير منتظم) حتى تجعل شبكة النقل أكثر تحملاً للأخطاء في لقاءة الكوارث والكوارث الأخرى التي يمكنها فصل الموردين البعيدين.
يتيح النقل لمسافات طويلة استخدام موارد الطاقة المتجددة عن بُعد لتحل محل استهلاك الوقود الأحفوري. لا يمكن اقتراب مصادر الطاقة المائية والرياح من المدن المكتظة بالسكان، وتكلفة الطاقة الشمسية منخفضة في المناطق النائية حيث تكون احتياجات الطاقة المحلية ضئيلة للغاية. يمكن حتى تحدد تكاليف التوصيل وحدها ما إذا كان أي بديل محدد قابل للتجديد معقول اقتصاديًا. يمكن حتى تكون التكاليف باهظة لخطوط النقل، ولكن يمكن استرداد الكثير من المقترحات الخاصة بالاستثمار الضخم في البنية التحتية ذات السعة العالية وشبكات النقل لمسافات طويلة الشبكة الفائقة برسوم استخدام متواضعة.
دخل الشبكة
في محطة الطاقة، يتم إنتاج الطاقة بجهد منخفض نسبيا بين حوالي 2.3 كيلوفولت و30 كيلوفولت، وهذا يتوقف على حجم الوحدة. يتم بعد ذلك تكثيف الجهد الطرفي للمولد بواسطة محطة الطاقة المحول إلى ازدياد الجهد (115 كيلوفولت إلى 765 كيلوفولت AC، متفاوتة حسب نظام النقل والبلد) للنقل عبر المسافات الطويلة. في الولايات المتحدة، يتراوح نقل الطاقة من 230 كيلوفولت إلى 500 كيلوفولت، مع أقل من 230 كيلوفولت أوأكثر من 500 كيلوفولت استثناءات محلية.
على سبيل المثال، يحتوي النظام الغربي على جهدين للتبادل الأولي: 500 كيلوفولت في 60 هرتز، و500 كيلوفولت (1000 كيلوفولت صافي) من الشمال إلى الجنوب (نهر كولومبيا جنوب كاليفورنيا وشمال شرق إلى الجنوب الغربي (يوتا إلى جنوب كاليفورنيا). خط 287.5 كيلوفولت ( Hoover إلى لوس أنجلوس، عبر Victorville) و345 كيلوفولت ( APS) كونها معايير محلية، وكلاهما تم تطبيقه قبل حتى يصبح 500 كيلوفولت عمليًا، وبعد ذلك تم تطبيق معيار النظام الغربي لنقل طاقة التيار المتردد لمسافات طويلة.
الضياعات
يقلل نقل الكهرباء عند الجهد العالي من جزء الطاقة المفقودة إلى المقاومة، والتي تختلف اعتمادًا على الموصلات المحددة، والتدفق الحالي، وطول خط النقل. على سبيل المثال، تمتد فترة 100 ميل (160 kم) بانتشار 765 كيلوفولت وتحمل 1000 ميجاوات من الطاقة إلى 1.1٪ إلى 0.5٪. خط 345 كيلوفولت يحمل نفس الحمل عبر نفس المسافة له خسائر بنسبة 4.2 ٪. بالنسبة إلى مقدار معين من الطاقة، يقلل الجهد العالي من التيار، وبالتالي فقد المقاومة في الموصل. على سبيل المثال، يؤدي حمل الجهد بعاملعشرة إلى تقليل التيار بمعامل 10، وبالتالي فقد '"`UNIQ--postMath-00000001-QINU`"' بعامل 100، بشرط استخدام الموصلات ذات الحجم في كلا الحالات. حتى إذا انخفض حجم الموصل (مساحة المبتر العرضي) بعشرة أضعاف لمطابقة التيار السفلي، فإن خسائر '"`UNIQ--postMath-00000002-QINU`"' لا تزال تقل بمقدار عشرة أضعاف. يتم النقل لمسافات طويلة عادةً بخطوط هوائية عند جهد يتراوح من 115 إلى 1200 كيلوفولت. في الفولتية العالية للغاية، يوجد أكثر من 2000 كيلوفولت بين الموصل والأرض، خسائر التفريغ الإكليلي كبيرة جدًا بحيث يمكن تعويض الخسائر المقاومة الأقل في الموصلات الخطية. تضم التدابير الرامية إلى الحد من خسائر الإكليل الموصلات بأقطار أكبر ؛ في كثير من الأحيان جوفاء لتوفير الوزن, أوحزم من اثنين أوأكثر من الموصلات. تضم العوامل التي تؤثر على مقاومة، وبالتالي فقدان الموصلات المستخدمة في خطوط النقل والتوزيع، درجة الحرارة، والتصاعد، وتأثير الغلاف. تزداد مقاومة الموصل مع ازدياد درجة حرارته. يمكن حتىقد يكون للتغيرات في درجات الحرارة في خطوط الطاقة الكهربائية تأثير كبير على فقد الطاقة في الخط. الدوامة، والتي تشير إلى الكيفية التي تدور الموصلات حلزونياً الذين تبترت بهم السبل حول المركز، ويسهم أيضا في زيادة في مقاومة الموصل. يتسبب تأثير الغلاف في زيادة المقاومة الفعالة للموصل عند ترددات التيار المتناوب العالية. يمكن تقدير خسائر الهالة والمقاومة باستخدام نموذج رياضي.
قدرت خسائر النقل والتوزيع في الولايات المتحدة الأمريكية بـ 6.6٪ في عام 1997, 6.5% في 2007 و5% من 2013 إلى 2019. بشكل عام، يتم تقدير الخسائر من التناقض بين الطاقة المنتجة (كما ذكرت محطات الطاقة) والطاقة المباعة للعملاء النهائيين ؛ يمثل الفرق بين ما يتم إنتاجه وما يتم استهلاكه خسائر في النقل والتوزيع، على افتراض عدم حدوث أي سرقة للمرافق.
اعتبارًا من عام 1980، تم تحديد أطول مسافة فعالة من حيث التكلفة للإرسال التيار المستمر لتكون 7,000 kiloمترs (4,300 ميلs). بالنسبة لـ التيار المتناوب كان 4,000 kiloمترs (2,500 ميلs)، على الرغم من حتى جميع خطوط النقل المستخدمة اليوم أقصر كثيرًا من هذا.
في أي خط نقل التيار المتناوب، يمكن حتىقد يكون التحريض والسعة للموصلات كبيرة . التيارات التي تتدفق فقط في "رد عمل" على هذه الخصائص للدارة، (والتي جنبا إلى جنب مع المقاومة تحدد مقاومة) تشكل الطاقة التفاعلية التي تنتقل وليس قوة "حقيقية" للتحميل. هذه التيارات التفاعلية، بالرغم، من أنها حقيقية جداً وتتسبب في خسائر تسخين إضافية في دارة النقل. إذا نسبة القدرة "الحقيقية" (التي تنتقل إلى الحمل) إلى القدرة "الظاهرية" (ناتج الجهد والتيار في الدائرة، دون الرجوع إلى زاوية الطور) هي معامل الاستطاعة. حدثا زاد التيار التفاعلي، زادت الطاقة التفاعلية وانخفض معامل الاستطاعة. بالنسبة لأنظمة النقل ذات معامل الاستطاعة المنخفض، تكون الخسائر أعلى من الأنظمة ذات معامل الاستطاعة العالي. تعمل المرافق على إضافة احتياطي من مكثفة ومفاعلات ومكونات أخرى (مثل محول تحويل الطور ؛ ومُعوض VAR الثابت ونظام نقل AC مرن، وقائع (FACTS) طوال عمل النظام يساعد في التعويض لتدفق الطاقة التفاعلية، يجب تقليل الخسائر في نقل الطاقة واستقرار الفولتية للنظام. وتسمى هذه التدابير مجتمعة "الدعم التفاعلي".
التحويل
يتدفق التيار عبر خطوط النقل إلى حقل مغناطيسي يحيط بخطوط جميع فترة ويؤثر على التحريض للموصلات المحيطة في المراحل الأخرى. التحريض المتبادل للموصلات يعتمد جزئيًا على التوجه المادي للخطوط فيما يتعلق ببعضها البعض. فخطوط نقل الطاقة ثلاثية الطور مدمجة بشكل تقليدي مع مراحل مفصولة على مستويات رأسية مختلفة. التحربض المتبادل الذي يراه الموصل في الفترة في منتصف المرحلتين الأخريين سيكون مختلفًا عن الحث الذي يراه الموصلات في الأعلى أوالأسفل. يعد التحريض غير المتوازن بين الموصلات الثلاثة معضلة لأنه قد يؤدي إلى خط وسط يحمل كمية غير متناسبة من إجمالي الطاقة المنقولة. وبالمثل، قد يحدث حمل غير متوازن إذا كان سطر واحد هوالأقرب باستمرار من الأرض ويعمل عند مقاومة أقل. بسبب هذه الظاهرة، يجب حتى يتم نقل الموصلات بشكل دوري على طول خط النقل بحيث ترى جميع فترة وقتًا متساويًا في جميع موقف نسبي لتحقيق التوازن بين التحريض المتبادل الذي شهدته جميع المراحل الثلاث. لتحقيق ذلك، يتم تبديل موضع الخط في أبراج تبديل مصمم خصيصًا على فترات منتظمة بطول خط النقل في مختلف أنظمة التبديل.
الآلية الثانوية
Subtransmission جزء من نظام نقل الطاقة الكهربائية الذي يعمل بجهد أقل نسبياً. من غير الاقتصادي توصيل جميع محطات التوزيع بجهد النقل الرئيسي العالي، لأن الجهاز أكبر وأكثر تكلفة. عادةً ما تتصل المحطات الفرعية الكبيرة فقط بهذا الجهد العالي. يتم تنحيها وإرسالها إلى محطات فرعية أصغر في البلدات والأحياء. عادة ما يتم ترتيب دارات الإرسال الفرعي في حلقات بحيث لا يؤدي انقطاع الخط الواحد إلى بتر الخدمة عن الكثير من العملاء لأكثر من فترة قصيرة. يمكن حتى تكون الحلقات "مغلقة بشكل طبيعي"، حيث يجب ألا يؤدي فقدان دائرة واحدة إلى أي انقطاع، أو"عادة مفتوحة" حيث يمكن للمحطات الفرعية التبديل إلى المورد الاحتياطي. في حين حتى دارات الإرسال الفرعية عادة ما تُحمل على الخطوط الهوائية، في المناطق الحضرية، يمكن استعمال الكابلات المدفونة. حيث تستخدم خطوط الإرسال الفرعية ذات الجهد المنخفض هياكل أقل مروريةً وأبسط ؛ وهوأكثر جدوى لوضعها تحت الأرض عند الحاجة. حيث تتطلب خطوط الجهد العالي مساحة أكبر وعادة ما تكون فوق الأرض لأن وضعها تحت الأرض مكلف للغاية. لا يوجد فصل ثابت بين الإرسال الفرعي والإرسال، أوالإرسال الفرعي التوزيع. نطاقات الجهد تتداخل إلى حد ما. غالبًا ما تستخدم الفولتية البالغة 69 كيلوفولت و115 كيلوفولت و138 كيلوفولت للإرسال في أمريكا الشمالية. مع تطور أنظمة الطاقة، تم استخدام الفولتية التي كانت تُستخدم سابقًا للإرسال من أجل الإرسال الفرعي، وأصبحت الفولتية التي يتم إرسالها من قبل فولتية توزيع. على غرار النقل، يتحرك الإرسال الفرعي بكميات كبيرة نسبيًا من الطاقة، ومثل التوزيع، يغطي الإرسال الفرعي مساحة بدلاً من مجرد نقطة إلى نقطة.
خرج شبكة النقل
في المحطات الفرعية، تعمل المحولات على خفض الجهد الكهربائي إلى مستوى أقل لـ التوزيع للمستخدمين التجاريين والسكنيين. ويتم هذا التوزيع من خلال مجموعة من النقل الفرعي (33 إلى 132 كيلوفولت) والتوزيع (3.3 إلى 25 كيلوفولت). أخيرًا، عند نقطة الاستخدام، يتم تحويل الطاقة إلى جهد كهربي منخفض (يختلف حسب الدولة ومتطلبات العميل انظر أنابيب الكهرباء حسب البلد).
الاستفادة من نقل الطاقة عالية الجهد
يسمح نقل الطاقة عالية الجهد بخسارة أقل في المقاومة عبر المسافات الطويلة في الأسلاك. حيث تتيح كفاءة النقل عالية الجهد نقل نسبة أكبر من الطاقة المولدة إلى المحطات الفرعية وبالتالي إلى الأحمال ، مما يترجم إلى توفير في التكاليف التشغيلية.
في نموذج مبسط للغاية ، فلنفترض حتى الشبكة الكهربائية توفر الكهرباء من مولد (على غرار منبع الجهد المثالي مع الجهد'"`UNIQ--postMath-00000003-QINU`"', موفرة استطاعة '"`UNIQ--postMath-00000004-QINU`"') إلى نقطة واحدة من الاستهلاك ، ممثلة بمقاومة بحتة '"`UNIQ--postMath-00000005-QINU`"', عندما تكون الأسلاك طويلة بما يكفي للحصول على مقاومة كبيرة '"`UNIQ--postMath-00000006-QINU`"'.
إذا كانت المقاومة ببساطة على التسلسل دون أي محول بينهما ، فإن الدائرة تعمل ك مقسم جهد كهربائي ، لأن نفس التيار '"`UNIQ--postMath-00000007-QINU`"' يمر عبر سلك المقاومة والجهاز المزود بالطاقة. نتيجة لذلك ، فإن الطاقة المفيدة (المستخدمة في نقطة الاستهلاك) هي:
- '"`UNIQ--postMath-00000008-QINU`"'
لنفترض الآن حتى المحول يحول الكهرباء ذات الجهد العالي والمنخفضة التيار التي يتم نقلها بواسطة الأسلاك إلى كهرباء منخفضة الجهد وعالية التيار لاستخدامها في نقطة الاستهلاك. إذا افترضنا أنه محول مثالي مع نسبة جهد '"`UNIQ--postMath-00000009-QINU`"' (بمعنى ، يتم تقسيم الجهد بواسطة '"`UNIQ--postMath-0000000A-QINU`"' والتيار مضروب في '"`UNIQ--postMath-0000000B-QINU`"' في الفرع الثانوي ، مقارنة بالفرع الأساسي) ، فإن الدارة تعادل مرة أخرى مقسم الجهد ، لكن أسلاك النقل لديها الآن مقاومة واضحة فقط '"`UNIQ--postMath-0000000C-QINU`"'.الاستطاعة المفيدة هي حينها:
- '"`UNIQ--postMath-0000000D-QINU`"'
من أجل '"`UNIQ--postMath-0000000E-QINU`"' (على سبيل المثال تحويل الجهد العالي إلى الجهد المنخفض بالقرب من نقطة الاستهلاك) ، يتم نقل جزء أكبر من طاقة المولد إلى نقطة الاستهلاك وفقد جزء أقل إلى عمل جول أوتسخين جول.
النمذجة ومصفوفة النقل
في كثير من الأحيان ، نحن مهتمون فقط بخصائص المحطة الطرفية لخط النقل ، والتي هي الجهد والتيار في طرفي الإرسال والاستقبال. ثم يتم تصميم خط النقل نفسه على أنه" صندوق أسود " وتستخدم مصفوفة انتنطق 2 2 لنمذجة سلوكها ، على النحوالتالي:
- '"`UNIQ--postMath-0000000F-QINU`"'
يفترض حتىقد يكون الخط شبكة متبادلة متناظرة ، مما يعني أنه يمكن تبديل ملصقات الاستلام والإرسال دون أي نتيجة. تحتوي مصفوفة الإرسال T أيضًا على الخصائص التالية:
- '"`UNIQ--postMath-00000010-QINU`"'
- '"`UNIQ--postMath-00000011-QINU`"'
البارامترات A, B, C, and D تختلف اعتمادًا على كيفية معالجة النموذج المرغوب لمقاومة لخط (R), التحريضية (L), السعة (C), وتحويلة (التوازي ، التسرب) الموصلية G. النماذج الأربعة الرئيسية هي تقريب الخط القصير ، وتقريب الخط المتوسط ، وتقريب الخط الطويل (مع البارامترات الموزعة) ، والخط بلا خسائر. في جميع النماذج الموصوفة ، حرف كبير مثل R يشير إلى إجمالي الكمية المجمعة على الخط ويشير حرف صغير مثل c إلى الكمية لكل وحدة طول.
الخط عديم الضياعات
إن التقريب lineless loss هوأقل النماذج دقة ؛ غالبًا ما يستخدم على خطوط قصيرة عندما تكون تحريضية الخط أكبر بكثير من مقاومته. بالنسبة لهذا التقريب، فإن الجهد والتيار متطابقان عند طرفي الإرسال والاستقبال.
الممانعة المميزة هي محض حقيقية، مما يعني مقاومة لتلك الممانعة، وغالبًا ما يطلق عليها "مقاومة الصعود" لخط عديم الضياع. عندما يتم إنهاء خط عديم الضياع بواسطة مقاومة الصعود، فلا يوجد انخفاض للجهد. على الرغم من حتى زوايا الطور للجهد والتيار يتم تدويرهما، إلا حتى أحجام الجهد والتيار تظل ثابتة على طول الخط. لتحميل SIL، سينخفض الجهد من طرف الإرسال وسيستهلك الخط VARs. لتحميل SIL، سيزداد الجهد من طرف الإرسال، وسيعمل الخط على "توليد" VARs.
الخط القصير
عادةً ما يتم استخدام تقريب الخط القصير للخطوط التي يقل طولها عن 50 ميلًا. بالنسبة للخط القصير ، يتم اعتبار سلسلة مقاومة فقط Z ، بينما يتم تجاهل C و'G' '. النتيجة النهائية هي ذلك A = D = 1 بالوحدة, B = Z أوم, وC = 0. وبالتالي فإن مصفوفة الانتنطق المرتبطة بهذا التقريب هي:
- '"`UNIQ--postMath-00000012-QINU`"'
الخط المتوسط
يتم استخدام تقريب الخط المتوسط للخطوط التي يتراوح طولها بين 50 و150 ميلًا. في هذا النموذج ، يتم النظر في ممانعة السلسلة وموصلية التحويل (تيار التسرب) ، مع وضع نصف وصل التحويل في نهاية جميع سطر. غالبًا ما يشار إلى هذه الدارة باسم " '((pi) بدارة رمزية بسبب الشكل (π ) الذي يتم التقاطه عند وضع وصل التسرب على جانبي مخطط الدارة. يؤدي تحليل الخط المتوسط إلى النتيجة التالية:
- '"`UNIQ--postMath-00000013-QINU`"'
السلوكيات المعاكسة لخطوط النقل متوسطة الطول:
- ارتفاع الجهد عند عدم وجود حمل أوتيار صغير (تأثير فيرانتي)
- تيار المتلقي النهائي يمكن حتى يتجاوز تيار الإرسال النهائي
الخط الطويل
يتم استخدام نموذج الخط الطويل عند الحاجة إلى درجة أعلى من الدقة أوعندماقد يكون طول الخط قيد النظر أكثر من 150 ميلًا. تُعتبر المقاومة التسلسلية ووصل التحويلة بمثابة بارامترات موزعة ، مما يعني حتى جميع طول تفاضلي للخط له مقاومة تفاضلية وقبول تحويلي. يمكن تطبيق النتيجة التالية في أي وقت على طول خط النقل ، حيث '"`UNIQ--postMath-00000014-QINU`"' هي ثابت الانتشار.
- '"`UNIQ--postMath-00000015-QINU`"'
للعثور على الجهد والتيار في نهاية الخط الطويل ، '"`UNIQ--postMath-00000016-QINU`"' يجب استبداله بـ '"`UNIQ--postMath-00000017-QINU`"' (طول الخط) في جميع بارامترات مصفوفة الإرسال. (للاطلاع على التطوير الكامل لهذا النموذج ، راجع معادلات Telegrapher)
الجهد العالي والتيار المستمر
يستخدم التيار المستمر عالي الجهد (HVDC) لنقل كميات كبيرة من الطاقة عبر مسافات طويلة أوللتوصيلات بين الشبكات غير المتزامنة. عندما يتم نقل الطاقة الكهربائية عبر مسافات طويلة جدًا، تصبح الطاقة المفقودة في نقل التيار المتناوب إشارة وأقل تكلفة لاستخدام التيار المستمر بدلاً من التيار المتناوب. بالنسبة لخط نقل طويل جدًا، يمكن حتى تعوض هذه الخسائر الأقل (وتكلفة الإنشاء المنخفضة لخط DC) التكلفة الإضافية لمحطات التحويل المطلوبة في جميع نهاية.
HVDC يستخدم أيضًا لفترة طويلة الكابلات البحرية حيث لا يمكن استعمال التيار المتناوب بسبب سعة الكابل. في هذه الحالات، يتم استخدام كابلات عالي الجهد للتيار المستمر. غالبًا ما تستخدم أنظمة HVDC الغواصة لربط شبكات الكهرباء في الجزر، على سبيل المثال، بين بريطانيا العظمى وأوروبا القارية، وبين بريطانيا العظمى وأيرلندا، وبين تسمانيا واليابسة الأسترالية، بين الجزر الشمالية والجنوبية لـ New Zealand، New Jersey وNew York City، وبين New Jersey وLong Island. الاتصالات الغواصة التي يصل طولها 600 kiloمترs (2,000,000 قدم) وهي قيد الاستخدام حاليًا.
يمكن استعمال روابط HVDC للتحكم في المشاكل في الشبكة من خلال تدفق التيار المتناوب . تزداد الطاقة المنقولة بواسطة خط التيار المتناوب مع زيادة زاوية الطور بين نهايات طرف المصدر ونهايات الوجهة، لكن زاوية الطور كبيرة للغاية ستسمح للأنظمة الموجودة في أي من نهايتي الخط بالانهيار. نظرًا لأنه يتم التحكم في تدفق الطاقة في ارتباط DC بشكل مستقل عن مراحل شبكات التيار المتناوب في أي من طرفي الرابط، لا يوجد حد زاوية الطور هذا، ويكون ارتباط DC قادرًا دائمًا على نقل طاقته المقدرة الكاملة. لذلك يستقر وصلة التيار المستمر في شبكة التيار المتناوب في أي من الطرفين، حيث يمكن بعد ذلك التحكم في تدفق الطاقة وزاوية الطور بشكل مستقل. على سبيل المثال، يحتاج ضبط تدفق طاقة التيار المتردد على خط افتراضي بين سياتل وبوسطن تعديل الفترة النسبية للشبكتين الكهربائيتين الإقليميتين. يعد هذا حدثًا يوميًا في أنظمة التيار المتناوب، ولكنه يمكن حتى يتعطل عند فشل مكونات نظام التيار المتناوب ووضع أحمال غير متسقطة على نظام شبكة العمل المتبقي. مع خط HVDC بدلاً من ذلك، فإن مثل هذا التوصيل البيني سوف:
- تحويل التيار المتناوب في سياتل إلى HVDC ؛
- استخدم HVDC لـ 3,000 ميلs (4,800 kم) انتنطق الضاحية المشهجرة ؛
- تحويل HVDC إلى AC متزامنة محليا في بوسطن،
(وربما في مدن متعاونة أخرى على طول طريق النقل). مثل هذا النظام قد يحدث أقل عرضة للفشل إذا تم إغلاق أجزاء منه فجأة. أحد الأمثلة على خط نقل التيار المستمر طويلًا هوPacific DC Intertie الموجودة في الغرب الولايات المتحدة.
السعة
كمية الطاقة التي يمكن إرسالها عبر خط النقل محدودة. تختلف أصول الحدود وفقًا لطول الخط. بالنسبة لخط قصير، فإن تسخين الموصلات بسبب فقد الخط يحدد حدًا حراريًا. إذا تم سحب الكثير من التيار، فقد تنخفض الموصلات بالقرب من الأرض، أوقد تتلف الموصلات والمعدات بسبب ازدياد درجة الحرارة. بالنسبة للخطوط المتوسطة الطول بترتيب 100 kiloمترs (62 ميلs),، يتم تعيين الحد بواسطة انخفاض الجهد في الخط. لخطوط التيار المتردد الأطول،يحدد استقرار النظام الحد الأقصى للطاقة التي يمكن نقلها. تقريبًا، تكون الطاقة التي تتدفق عبر خط التيار المتناوب متناسبة مع جيب تمام زاوية طور الجهد والتيار عند طرفي الاستقبال والإرسال. تختلف هذه الزاوية حسب تحميل النظام وتوليده. من غير المرغوب فيه حتى تقترب الزاوية من 90 درجة، مع انخفاض تدفق الطاقة ولكن تظل ضياعات المقاومة. تقريبًا، تتناسب المنتج المسموح به لطول الخط والحمل الأقصى مع مربع جهد النظام. تستخدم المكثفات المتسلسلة أوالمحولات ذات الطور المتحرك في الخطوط الطويلة لتحسين الثبات. فالخطوط الحالية ذات الجهد العالي مقيدة فقط بالحدود الحرارية وحدود انخفاض الجهد، لأن زاوية الطور ليست مادة لعمليات التشغيل هذه. حتى الآن، كان من المحال تقريبًا تسقط توزيع درجة الحرارة على طول مسار الكابل، بحيث يتم تعيين الحد الأقصى للحمل الحالي المطبق عادة كحل وسط بين فهم شروط التشغيل وتقليل المخاطر. يعد توفر أنظمة استشعار درجة الحرارة الموزعة (DTS) الصناعية التي تقيس درجات الحرارة في الوقت العملي على طول الكابل كخطوة أولى في مراقبة قدرة نظام النقل. حيث يعتمد حل المراقبة هذا على استخدام ألياف بصرية سلبية كمستشعرات للحرارة، إما مدمجة مباشرة داخل كبل عالي الجهد أومثبت خارجيًا على عزل الكبل. ويتوفر أيضًا حل للخطوط العامة. في هذه الحالة، يتم دمج الألياف الضوئية في قلب سلك الطور لخطوط النقل العلوية (OPPC). لا يتيح تقييم الكبل الديناميكي المدمج (DCR) أوالذي يُطلق عليه أيضًا حل التقييم في الوقت العملي (RTTR) مراقبة درجة حرارة دائرة كبلات الجهد العالي في الوقت العملي بشكل مستمر فقط، ولكن أيضًا من أجل الاستفادة بأمان من سعة الشبكة الحالية بأقصى ما يمكن. علاوة على ذلك، فإنه يوفر القدرة للمشغل على التنبؤ بسلوك نظام النقل عند حدوث تغييرات كبيرة في ظروف التشغيل الأولية.
التحكم
لضمان التشغيل الآمن والمتسقط، يتم التحكم في مكونات نظام ناقل الحركة بالمولدات والمحولات وقواطع الدارة الكهربائية والأحمال. حيث تم تصميم إمكانيات نقل الجهد والطاقة والتكرار وعوامل الحمل وموثوقية ودقة نظام النقل لتوفير أداء فعال من حيث التكلفة للعملاء.
موازنة الحمل
يوفر نظام النقل الحمل الأساسي و قدرة التحميل القصوى ، مع هوامش تحمل الأخطاء والسلامة. تختلف أوقات التحميل القصوى حسب المنطقة بسبب مزيج الصناعة. في المناخات الحارة والباردة جدًاقد يكون للتكييف المنزلي وأحمال التدفئة تأثير على الحمل الكلي. وعادة ما تكون أعلى في وقت متأخر بعد الظهر في الجزء الأكثر سخونة من السنة وفي منتصف الصباح وفي منتصف المساء في أبرد جزء من السنة. هذا يجعل متطلبات الطاقة تختلف حسب الموسم والوقت من اليوم. تأخذ تصميمات نظام التوزيع دائمًا الحمل الأساسي وتحميل الذروة في الاعتبار.
لا يحتوي نظام النقل عادةً على قدرة تخزين كبيرة لمطابقة الأحمال بالتوليد . وبالتالي ، يجب حتى يبقى التوليد متطابقًا مع الحمل ، لمنع حدوث أعطال في التحميل على معدات التوليد.
يمكن توصيل مصادر وأحمال متعددة بنظام النقل ويجب التحكم فيها لتوفير نقل منظم للطاقة. في توليد الطاقة المركزية ، لا يلزم سوى التحكم المحلي في التوليد ، وهوينطوي على تزامن وحدات التوليد ، لمنع حالات الانتنطق الكبيرة وظروف التحميل الزائد.
في توليد الطاقة الموزعة يتم توزيع المولدات جغرافياً ويجب التحكم بعناية في عملية جعلها قيد التشغيل أولا. يمكن إرسال إشارات التحكم في الحمل إما على خطوط منفصلة أوعلى خطوط الطاقة نفسها. يمكن استعمال الجهد والتردد كآليات إشارة لموازنة الأحمال.
في إشارات الجهد ، يستخدم تباين الجهد لزيادة التوليد. تزداد الطاقة المضافة بواسطة أي نظام مع انخفاض جهد الخط. هذا الترتيب مستقر من حيث المبدأ. التنظيم المعتمد على الجهد معقد للاستخدام في شبكات الشبكات ، حيث إذا المكونات ونقاط الضبط الفردية ستحتاج إلى إعادة التكوين في جميع مرة يتم فيها إضافة مولد حديث إلى الشبكة.
في إشارات التردد ، تطابق وحدات التوليد تردد نظام نقل الطاقة. في التحكم في سرعة الانحدار ، إذا انخفض التردد ، تزداد الطاقة. (يمثل الانخفاض في تردد الخط إشارة إلى حتى الحمل المتزايد يؤدي إلى إبطاء المولدات.)
يمكن توصيل توربينات الرياح ، مركبة إلى شبكة وغيرها من أنظمة التخزين والتوليد الموزعة محلياً بشبكة الطاقة ، والتفاعل معها لتحسين تشغيل النظام. على الصعيد الدولي ، كان الاتجاه بطيئًا من نظام طاقة مركزي إلى نظام طاقة لامركزي. تتمثل العقبة الرئيسية لأنظمة التوليد الموزعة محليًا والتي تتضمن عددًا من الحلول الجديدة والمبتكرة في أنها تقلل من خسائر النقل من خلال التسبب في استهلاك الكهرباء بالقرب من مكان إنتاجها.
ضعف الحماية
في ظل ظروف التحميل الزائدة ، يمكن تصميم النظام بحيث يفشل بشكل رشيق بدلاً من فشله ككل في وقت واحد. تحدث الإطفاءات عندما تنخفض طاقة الإمداد عن الطلب. ويحدث انقطاع التيار الكهربائي عندما يفشل العرض تمامًا.
الإطفاءالدوار (وتسمى أيضا تساقط الحمل) هوانقطاع التيار الكهربائي المصمم عمداً ، وتستخدم لتوزيع الطاقة غير كافية عندما يتجاوز الطلب على الكهرباء العرض.
الاتصالات
يحتاج مشغلوخطوط النقل الطويلة إلى اتصالات موثوقة من أجل control لشبكة الطاقة ، وفي الغالب مرافق توليد وتوزيع مرتبطة بها. يجب حتى يتواصل استشعار مرحل الحماية في نهاية جميع خط لمراقبة تدفق الطاقة من وإلى قسم الخط المحمي بحيث يمكن إلغاء تنشيط الموصلات أوالمعدات المعطلة بسرعة وتوازن النظام المرمم. عادة ما تكون حماية خط النقل من ماس كهربائى والأعطال الأخرى أمرًا بالغ الأهمية لدرجة حتى الناقل المشهجر الاتصالات غير موثوقة بما فيه الكفاية ، وفي المناطق النائية قد لا يتوفر ناقل مشهجر. قد تستخدم أنظمة الاتصالات المرتبطة بمشروع الإرسال:
- الأمواج الميكروية
- اتصال خط الطاقة
- الألياف الضوئية
في حالات نادرة ، وعلى مسافات قصيرة ، تستخدم الأداة الأسلاك التجريبية الممدودة على طول مسار خط النقل. لا تُفضل الدارات المستأجرة من شركات النقل العامة لأن التوافر لا يخضع لسيطرة مؤسسة نقل الطاقة الكهربائية.
يمكن أيضًا استخدام خطوط النقل لنقل البيانات: وهذا ما يسمى ناقل خط الطاقة ، أو PLC. يمكن استقبال إشارات PLC بسهولة مع جهاز راديولنطاق الموجة الطويلة.
يمكن تضمين الألياف البصرية في الموصلات العالقة لخط النقل ، في أسلاك الدرع الهوائي . تُعهد هذه الكابلات باسم سلك الأرض الضوئي ("OPGW"). في بعض الأحيان ، يتم استخدام كابل قائم بذاته ، وكابل مدعوم بالكامل بعازل ( ADSS ) ، متصل بفروع خط النقل.
بعض الولايات القضائية ، مثل Minnesota ، تحظر على شركات نقل الطاقة من بيع عرض النطاق الترددي الزائد للاتصالات أوالعمل كوسيلة للاتصالات الناقل المشهجر. عندما يسمح الهيكل التنظيمي ، يمكن حتى تبيع الأداة المساعدة سعة إضافية ألياف داكنة لشركة نقل مشهجرة ، مما يوفر تدفقًا آخر للإيرادات.
تحسين سوق الكهرباء
يعتبر بعض المنظمين حتى النقل الكهربائي هواحتكار طبيعي وهناك تحركات في الكثير من البلدان لتنظيم النقل بشكل منفصل (انظر سوق الكهرباء).
إسبانيا كانت أول دولة تنشئ منظمة نقل إقليمية. في هذا البلد ، يتم التحكم في عمليات النقل وعمليات السوق بواسطة شركات منفصلة. مشغل نظام النقل هوRed Eléctrica de España (REE) ومشغل سوق الجملة للكهرباء هوOperador del Mercado Ibérico de Energía - Polo Español، S.A (OMEL) OMEL Holding | اOmel Holding. نظام النقل في إسبانيا مرتبط بأنظمة فرنسا والبرتغال والمغرب.
حفز إنشاء RTOs في الولايات المتحدة بموجب الأمر FERC رقم 888 ، "تشجيع المنافسة بالجملة من خلال خدمات النقل غير التمييزية التي توفرها المرافق العامة ؛ استرداد التكاليف التي تبترت بها السبل من قبل المرافق العامة والمرافق المنقولة ، صدر في عام 1996. في الولايات المتحدة وأجزاء من كندا ، تعمل الكثير من شركات النقل الكهربائي بشكل مستقل عن شركات التوليد ، ولكن لا تزال هناك مناطق - الولايات المتحدة الجنوبية - حيث التكامل الكامل للنظام الكهربائي سليم. في مناطق الفصل ، يستمر أصحاب الإرسال ومالكي التوليد في التفاعل مع بعضهم البعض كمشاركين في السوق بحقوق التصويت ضمن RTO. يتم تنظيم RTOs في الولايات المتحدة بواسطة الهيئة الفيدرالية لتنظيم الطاقة.
تكلفة نقل الطاقة الكهربائية
تعد تكلفة نقل الكهرباء عالية الجهد (على عكس تكاليف توزيع الطاقة الكهربائية) منخفضة نسبيًا ، مقارنةً بجميع التكاليف الأخرى الناشئة عن فاتورة الكهرباء الخاصة بالمستهلك. في المملكة المتحدة ، تبلغ تكاليف النقل حوالي 0.2 p لكل كيلوواط ساعة مقارنة بالثمن المحلي تسليم حواليعشرة p لكل كيلوواط ساعة.
يقيم البحث مستوى الإنفاق الرأسمالي في سوق معدات الطاقة الكهربائية T&D بقيمة 128.9 مليار دولار في عام 2011.
النقل التجاري
النقل التجاري هوترتيب يقوم فيه طرف ثالث ببناء وتشغيل خطوط نقل الكهرباء من خلال منطقة الامتياز لفائدة شاغرة حالية غير ذات صلة.
تضم مشاريع نقل التجار العاملة في الولايات المتحدة Cross Sound Cable من Shoreham ، نيويورك إلى New Haven ، كونيتيكت ، خط نقل Neptune RTS من [[Sayreville، New] جيرسي]] إلى New Bridge ، نيويورك ، وPath 15 في كاليفورنيا. هناك مشاريع إضافية قيد التطوير أوتم اقتراحها في جميع أنحاء الولايات المتحدة ، بما في ذلك Lake Erie Connector ، وهوخط نقل تحت الماء اقترحته ITC Holdings Corp. ، والذي يربط أونتاريولتحميل البنى الخدمية في منطقة PJM Interconnection.
يوجد رابط واحد غير منظم أوسوق واحد في أستراليا: Basslink بين Tasmania و Victoria. تم تطبيق ارتباطين DC تم تطبيقهما أصلاً على أنهما وصلات داخلية لسوق Directlink وMurraylink ، تم تحويلهما إلى روابط داخلية خاضعة للتنظيم. NEMMCO
من العوائق الرئيسية التي تحول دون اعتماد النقل التجاري على نطاق واسع صعوبة تحديد من يستفيد من المنشأة بحيث يدفع المستفيدون الرسوم. أيضًا ، من الصعب على خط النقل التجاري حتى يتنافس عندما يتم دعم خطوط النقل البديلة من قبل شركات الخدمات العامة القائمة مع قاعدة أسعار محتكرة ومنظمة.. في الولايات المتحدة ، يحاول الأمر رقم 1000 الصادر عن FERC ، الصادر في عام 2010 ، تقليل الحواجز أمام استثمار الأطراف الثالثة وإنشاء خطوط نقل تجارية حيث توجد حاجة إلى سياسة عامة.
المخاوف الصحية
فشلت بعض الدراسات الكبيرة ، بما في ذلك دراسة كبيرة في الولايات المتحدة ، في العثور على أي صلة بين العيش بالقرب من خطوط الطاقة وتنمية أي سقم أوأمراض ، مثل السرطان. وجدت دراسة أجريت في عام 1997 أنه لا يهم مدى قرب واحد من خط كهرباء أومحطة فرعية ، لم يكن هناك خطر متزايد من السرطان أوالسقم.
تشير الدلائل الفهمية السائدة إلى حتى الإشعاع الكهرومغناطيسي منخفض الطاقة ومنخفض التردد المرتبط بالتيارات المنزلية وخطوط نقل الطاقة العالية لا يشكل خطراً على الصحة على المدى القصير أوالطويل. ومع ذلك ، فقد وجدت بعض الدراسات الارتباط الإحصائي بين الأمراض المتنوعة والمعيشة أوالتي تعمل بالقرب من خطوط الطاقة. لم يتم إثبات أي آثار صحية ضارة للأشخاص الذين لا يعيشون بالقرب من خطوط الكهرباء.
أجرت هيئة الخدمة العامة لولاية نيويورك دراسة ، موثقة في "الرأي رقم 78-13" (الصادر في 19 يونيو1978) ، لتقييم الآثار الصحية المحتملة للمجالات الكهربائية. رقم حالة الدراسة قديم جدًا بحيث لا يمكن إدراجه كرقم حالة في قاعدة بيانات اللجنة على الإنترنت ، DMM ، وبالتالي يصعب العثور على الدراسة الأصلية. اختارت الدراسة استخدام شدة المجال الكهربائي التي تم قياسها على حافة خط نقل موجود (لكن تم بناؤه حديثًا) على خط نقل 765 كيلوفولت من نيويورك إلى كندا ، على بعد 1.6 كيلوفولت / م ، كحد أقصى قياسي مؤقت مجال كهربائي على حافة أي خط نقل حديث يمين في الطريق تم بناؤه في ولاية نيويورك بعد صدور الطلب. حدَّد الرأي أيضًا الجهد لجميع خطوط النقل الجديدة التي بنيت في نيويورك إلى 345 كيلوفولت. في 11 سبتمبر 1990 ، بعد دراسة مماثلة لشدة المجال المغناطيسي ، أصدرت NYSPSC "بيان السياسة المؤقتة بشأن الحقول المغناطيسية". حددت هذه الدراسة معيارًا مؤقتًا للمجال المغناطيسي يبلغ 200 ميللي جرام على حافة يمين الطريق باستخدام معدل موصل الشتاء الطبيعي. قد يحدث من الصعب العثور على هذه الوثيقة اللاحقة على قاعدة بيانات NYSPSC على الإنترنت ، لأنها تسبق نظام قاعدة البيانات على الإنترنت. بالمقارنة مع العناصر اليومية ، ينتج مجفف شعر أوبطانية كهربائية مجال مغناطيسي 100 ميلي غرام - 500 ميلي غرام. يمكن للحلاقة الكهربائية إنتاج 2.6 كيلوفولت / م. بينما يمكن حماية الحقول الكهربائية ، لا يمكن حماية الحقول المغناطيسية ، لكن يتم تصغيرها عادة عن طريق تحسين مسقط جميع فترة من مراحل الدارة في المبتر العرضي.
عند اقتراح خط نقل حديث ، ضمن التطبيق المقدم إلى الهيئة التنظيمية المعمول بها (عادةً لجنة عمومية للمرافق العامة) ، غالبًا ماقد يكون هناك تحليل لمستويات المجال الكهربائي والمغناطيسي على حافة حقوق الوصول. يتم إجراء هذه التحليلات بواسطة أداة مساعدة أوبواسطة مستشار في الهندسة الكهربائية باستخدام برنامج النمذجة. تتمتع لجنة المرافق العامة لولاية واحدة على الأقل بالوصول إلى البرامج التي طورها مهندس أومهندسون في إدارة طاقة Bonneville لتحليل الحقول الكهربائية والمغناطيسية على حافة حقوق النقل لخطوط النقل المقترحة. في كثير من الأحيان ، لن تعلق لجان المرافق العامة على أي آثار صحية بسبب الحقول الكهربائية والمغناطيسية وستحيل طالبي المعلومات إلى وزارة الصحة التابعة للدولة.
هناك تأثيرات بيولوجية مثبتة على الحدية العالية للتعرض لمستوى الحقول المغناطيسية أعلى بكثير من 100 µT (1 G) (1000 ملغ). في البيئات السكنية ، هناك "أدلة محدودة على مسرطن للبشر وأقل من الأدلة الكافية للتسرطن في الحيوانات التجريبية" ، على وجه الخصوص ، سرطان الدم في فترة الطفولة ، المرتبطة متوسط التعرض لتردد القدرة السكنية مجال مغناطيسي أعلى من 0.3 µT (3 ملغ) إلى 0.4 µT (4 ملغ). تتجاوز هذه المستويات متوسط الحقول المغناطيسية بتردد القدرة السكنية في المنازل ، والتي تبلغ حوالي 0.07 µT (0.7 mG) في أوروبا و0.11 µT (1.1 mG) في أمريكا الشمالية.
تختلف شدة المجال المغنطيسي الأرضي الطبيعي على سطح الكوكب بين 0.035 mT و0.07 mT (35 µT - 70 µT أو350 mG - 700 mG) في حين حتى المعيار الدولي للحد الأقصى للتعرض المستمرقد يكون عند 40 mT (400،000 mG أو400 G) لعامة الناس.
يمكن استعمال منظم نموالأشجار وطرق التحكم في مبيدات الأعشاب في أحفقية مرور خط النقل التي قد يحدث لها آثار صحية.
السياسة لكل البلد
الولايات المتحدة
الهيئة الفيدرالية لتنظيم الطاقة (FERC) هي الوكالة التنظيمية الرئيسية لنقل الطاقة الكهربائية ومبيعات الكهرباء بالجملة داخل الولايات المتحدة. تم تأسيسها في الأصل من قبل الكونغرس في عام 1920 باسم لجنة السلطة الفيدرالية ومنذ ذلك الحين خضعت لعدة تعديلات على الاسم والمسؤولية. إذا ما لا تنظمه FERC ، في المقام الأول توزيع الطاقة الكهربائية وبيع التجزئة للسلطة ، حيث يخضع ذلك لسلطة الدولة.
هناك اثنان من أبرز سياسات الطاقة الأمريكية التي تؤثر على نقل الكهرباء هي الأمر رقم 888 وقانون سياسة الطاقة لعام 2005.
تم تصميم الأمر رقم 888 الذي اعتمدته FERC في 24 أبريل 1996 ، لإزالة العوائق التي تحول دون المنافسة في سوق الجملة للطاقة بالجملة ولتوفير طاقة أكثر كفاءة وأقل تكلفة لمستهلكي الكهرباء في البلاد. يتمثل الركن القانوني والسياسي لهذه القواعد في معالجة التمييز غير المبرر في الوصول إلى أسلاك النقل المملوكة للاحتكار والتي تتحكم فيما إذا كان من الممكن نقل الكهرباء في التجارة بين الولايات (من وإلى).”طلب الأمر رقم 888 من جميع المرافق العامة التي تمتلك أوتتحكم أوتشغل المرافق المستخدمة لنقل الطاقة الكهربائية في التجارة بين الولايات ، حتىقد يكون لها تعريفة انتنطق مفتوحة غير تمييزية. تتيح هذه التعريفات لأي مولد كهرباء الاستفادة من خطوط الطاقة الموجودة بالعمل لنقل الطاقة التي تولدها. كما يسمح الأمر رقم 888 للمرافق العامة باسترداد التكاليف المرتبطة بتوفير خطوط الكهرباء الخاصة بهم كخدمة وصول مفتوحة.
إن قانون سياسة الطاقة لعام 2005 (EPAct) الذي تم توقيعه ليصبح قانونًا من قبل الكونغرس فيثمانية أغسطس 2005 ، زاد من توسيع نطاق السلطة الفيدرالية لتنظيم نقل الطاقة. أعطت EPAct FERC مسؤوليات جديدة كبيرة بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر إنفاذ معايير موثوقية النقل الكهربائي ووضع حوافز معدل لتشجيع الاستثمار في النقل الكهربائي.
تاريخياً ، مارست الحكومات المحلية سلطتها على الشبكة ولديها مثبطات كبيرة لتشجيع الإجراءات التي من شأنها حتى تفيد الدول الأخرى غير دولها. إذا المناطق ذات الكهرباء الرخيصة لديها عامل مثبط للتشجيع على جعل التجارة بين الولايات في تجارة الكهرباء أسهل ، لأن المناطق الأخرى ستكون قادرة على التنافس على الطاقة المحلية وحمل الأسعار. على سبيل المثال ، لا ترغب بعض الهيئات التنظيمية في ولاية ماين في معالجة مشاكل الازدحام لأن الازدحام يعمل على إبقاء معدلات ماين منخفضة. علاوة على ذلك ، يمكن لدوائر التصويت الانتخابية المحلية حتى تمنع أوتبطئ التصاريح من خلال الإشارة إلى التأثيرات المرئية ، والمخاوف البيئية والصحية المتصورة. في الولايات المتحدة ، ينموالتوليد بمعدل أسرع أربع مرات من الإرسال ، ولكن ترقيات الإرسال الكبيرة تتطلب التنسيق بين عدة دول ، وتصاريح عديدة ومتشابكة ، والتعاون بين جزء كبير من 500 شركة تملك الشبكة. من منظور السياسة العامة ، يتم التحكم في الشبكة balkanized ، وحتى [[وزير الطاقة في الولايات المتحدة | وزير الطاقة |] بيل ريتشاردسون يشير إليها على أنها "شبكة العالم الثالث" . كانت هناك جهود في الاتحاد الأوروبي والولايات المتحدة للقاءة المشكلة. أدى اهتمام الأمن القومي الأمريكي بقدرة النقل المتزايدة بشكل ملحوظ إلى تمرير قانون الطاقة لعام 2005 الذي يمنح وزارة الطاقة سلطة الموافقة على النقل إذا رفضت الدول التصرف. ومع ذلك ، بعد فترة وجيزة من استخدام وزارة الطاقة لسلطتها لتعيين اثنين المصلحة الوطنية لنقل الحركة الكهربائية ، سقط 14 من أعضاء مجلس الشيوخ على رسالة تفيد بأن وزارة الطاقة كانت عدوانية للغاية.
النقل الخاص
شبكات للسكك الحديدية
في بعض البلدان التي تعمل فيها القاطرات الكهربائية أووحدات متعددة كهربائية على طاقة AC منخفضة التردد ، هناك طور أحادي منفصل شبكة قوة الجر تشغله السكك الحديدية. الأمثلة الرئيسية هي بلدان في أوروبا (بما في ذلك النمسا وألمانيا وسويسرا) التي تستخدم تقنية AC الأقدم القائمة على 16 2/3 Hz (تستخدم النرويج والسويد أيضًا هذا التردد ، لكنهما يستخدمان التحويل من 50 هرتز للإمداد العام ؛ السويد لديها 16 2/3 Hz شبكة الجر ولكن فقط لجزء من النظام).
الكابلات فائقة التوصيل
تعد الموصلات الفائقة الحرارة العالية (HTS) بإحداث ثورة في توزيع الطاقة من خلال توفير نقل بلا خسارة للطاقة الكهربائية. إذا تطوير الموصلات الفائقة ذات درجات الحرارة الانتنطقية أعلى من درجة غليان النيتروجين السائل قد جعل مفهوم توصيل خطوط الطاقة الفائقة أمرًا ممكنًا تجاريًا ، على الأقل بالنسبة للتطبيقات عالية التحميل. تم تقدير حتى الضياعات ستنخفض إلى النصف باستخدام هذه الطريقة ، حيث حتى معدات التبريد اللازمة تستهلك حوالي نصف الطاقة التي يتم توفيرها عن طريق القضاء على غالبية الخسائر المقاومة. بدأت بعض الشركات مثل Consolidated Edison وAmerican Superconductor عملياً للإنتاج التجاري لهذه الأنظمة.في نظام مستقبل افتراضي واحد يسمى SuperGrid ، سيتم التخلص من تكلفة التبريد عن طريق اقتران خط النقل بخط أنابيب الهيدروجين السائل. تعد الكابلات فائقة التوصيل مناسبة بشكل خاص للمناطق ذات الكثافة العالية للحمل مثل المنطقة التجارية في المدن الكبيرة ، حيثقد يكون شراء تسهيلات للكابلات باهظ التكلفة.
| المسقط | الطول (km) | الجهد (kV) | السعة (GW) | العام |
|---|---|---|---|---|
| كارلتون, جورجيا | 2000 | |||
| Albany, New York | 0.35 | 34.5 | 0.048 | 2006 |
| Long Island | 0.6 | 138 | 0.574 | 2008 |
| Tres Amigas | 5 | المقترح عام 2013 | ||
| مانهاتن: مشروع Hydra | المقترح عام 2014 | |||
| Essen, Germany | 1 | 10 | 0.04 | 2014 |
إرجاع سلك أرضي واحد
إرجاع سلك أرضي واحد (SWER) أوالإرجاع الأرضي السلك المفرد تعبير عن خط نقل أحادي السلك لتوفير الطاقة الكهربائية أحادية الطور لشبكة كهربائية للمناطق النائية بتكلفة منخفضة. يستخدم بشكل أساسي في كهربة الريف ، ولكنه يستخدم أيضًا للأحمال المعزولة الأكبر مثل مضخات المياه. عودة الأرض سلك واحد يستخدم أيضا ل HVDC عبر كابلات الطاقة البحرية.
نقل الطاقة اللاسلكية
حاول جميع من Nikola Tesla وHidetsugu Yagi تصميم أنظمة لنقل الطاقة اللاسلكية على نطاق واسع في أواخر القرن التاسع عشر وأوائل القرن العشرين ، دون نجاح تجاري.
في نوفمبر 2009 ، فازت LaserMotive بـ NASA 2009 Power Beaming Challenge من خلال تشغيل كبل متسلق طوله عموديًا باستخدام جهاز إرسال ليزر أرضي. ابتكر النظام ما يصل إلى 1 كيلوواط من الطاقة في نهاية جهاز الاستقبال. في أغسطس 2010 ، تعاقدت ناسا مع شركات خاصة لمواصلة تصميم أنظمة إشعاع الطاقة بالليزر لتزويد الأقمار الصناعية ذات المدار الأرضي المنخفض بإطلاق صواريخ باستخدام حزم أشعة الليزر.
تمت دراسة نقل الطاقة اللاسلكي لنقل الطاقة من فضائيات الطاقة الشمسية إلى الأرض. مجموعة عالية الطاقة من الأمواج الميكروية أوأجهزة الإرسال بالليزر من شأنها حتى تبث الطاقة إلى الهوائي المقوم. التحديات الهندسية والاقتصادية الكبرى تقابل أي مشروع الأقمار الصناعية للطاقة الشمسية.
أمن أنظمة التحكم
تعترف الحكومة الفيدرالية للولايات المتحدة بأن شبكة الكهرباء عرضة لـ الحرب الإلكترونية.تعمل وزارة الأمن الداخلي بالولايات المتحدة مع الصناعة لتحديد نقاط الضعف ومساعدة الصناعة على تعزيز أمن شبكات نظام التحكم ، كما تعمل الحكومة الفيدرالية لضمان بناء الأمن مع تطور الولايات المتحدة للجيل القادم من شبكات "الشبكة الذكية".
في يونيو2019 ، أقرت روسيا بأنه "ممكن" حتى تتعرض الشبكة الكهربائية للهجوم السيبراني من قبل الولايات المتحدة.ذكرت "نيويورك تايمز" حتى المتسللين الأمريكيين من الولايات المتحدة Cyber Command غرست البرمجيات الخبيثة يحتمل حتى تكون قادرة على تعطيل الشبكة الكهربائية الروسية.
أرشيف
- Highest capacity system: 12 GW Zhundong–Wannan（准东-皖南）±1100 kV HVDC.
- Highest transmission voltage (AC):
- planned: 1.20 MV (Ultra High Voltage) on Wardha-Aurangabad line (India) - under construction. Initially will operate at 400 kV.
- worldwide: 1.15 MV (Ultra High Voltage) on Ekibastuz-Kokshetau line (Kazakhstan)
- Largest double-circuit transmission, Kita-Iwaki Powerline (Japan).
- Highest towers: Yangtze River Crossing (China) (height: 345 م or 1,132 قدم)
- Longest power line: Inga-Shaba (Democratic Republic of Congo) (length: 1,700 kiloمترs or 1,056 ميلs)
- Longest span of power line: 5,376 م (17,638 قدم) at Ameralik Span (Greenland, Denmark)
- Longest submarine cables:
- NorNed, North Sea (Norway/Netherlands) – (length of submarine cable: 580 kiloمترs or 360 ميلs)
- Basslink, Bass Strait, (Australia) – (length of submarine cable: 290 kiloمترs or 180 ميلs, total length: 370.1 kiloمترs or 230 ميلs)
- Baltic Cable, Baltic Sea (Germany/Sweden) – (length of submarine cable: 238 kiloمترs or 148 ميلs, HVDC length: 250 kiloمترs or 155 ميلs, total length: 262 kiloمترs or 163 ميلs)
- Longest underground cables:
- Murraylink, Riverland/Sunraysia (Australia) – (length of underground cable: 170 kiloمترs or 106 ميلs)
للاستزادة
- Dynamic demand (electric power)
- Demand response
- List of energy storage projects
- Traction power network
- Backfeeding
- Conductor marking lights
- Double-circuit transmission line
- Electromagnetic Transients Program (EMTP)
- Flexible AC transmission system (FACTS)
- Geomagnetically induced current, (GIC)
- Grid-tied electrical system
- List of high voltage underground and submarine cables
- Load profile
- Power line communications (PLC)
- Power system simulation
- Radio frequency power transmission
- Wheeling (electric power transmission)
المراجع
- ^ Hans Dieter Betz, Ulrich Schumann, Pierre Laroche (2009). Lightning: Principles, Instruments and Applications. Springer, pp. 202–203. ISBN 978-1-4020-9078-3. Retrieved on 13 May 2009.
- ^ Banerjee, Neela (September 16, 2001). "AFTER THE ATTACKS: THE WORKERS; Con Edison Crews Improvise as They Rewire a Truncated System" – via NYTimes.com.
- ^ "INVESTIGATION OF THE SEPTEMBER 2013 ELECTRIC OUTAGE OF A PORTION OF METRO-NORTH RAILROAD'S NEW HAVEN LINE". documents.dps.ny.gov. 2014. Retrieved 2019-12-29.
- ^ NYSPSC case no. 13-E-0529
- ^ Thomas P. Hughes (1993). . Baltimore: Johns Hopkins University Press. pp. 119–122. ISBN .
- ^ Guarnieri, M. (2013). "The Beginning of Electric Energy Transmission: Part One". IEEE Industrial Electronics Magazine. 7 (1): 57–60. doi:10.1109/MIE.2012.2236484.
- ^ National Council on Electricity Policy. "Electricity Transmission: A primer" (PDF). Retrieved September 17, 2019.
- ^ Guarnieri, M. (2013). "The Beginning of Electric Energy Transmission: Part Two". IEEE Industrial Electronics Magazine. 7 (2): 52–59. doi:10.1109/MIE.2013.2256297.
- ^ "Great Barrington Experiment". edisontechcenter.org.
- ^ "William Stanley - Engineering and Technology History Wiki". ethw.org.
- ^ Arnold Heertje, Mark Perlman Evolving Technology and Market Structure: Studies in Schumpeterian Economics, page 138
- ^ Carlson, W. Bernard (2013). Tesla: Inventor of the Electrical Age. Princeton University Press. ISBN 1-4008-4655-2, page 130
- ^ Jonnes, Jill (2004). Empires of Light: Edison, Tesla, Westinghouse, and the Race to Electrify the World. Random House Trade Paperbacks. ISBN 978-0-375-75884-3, page 161.
- ^ Parke Hughes, Thomas (1993). Networks of Power: Electrification in Western Society, 1880-1930. JHU Press. pp. 120–121.
- ^ Garud, Raghu; Kumaraswamy, Arun; Langlois, Richard (2009). Managing in the Modular Age: Architectures, Networks, and Organizations. John Wiley & Sons. p. 249.
- ^ Argersinger, R.E. (1915). "Electric Transmission of Power". General Electric Review. XVIII: 454.
- ^ Kiessling F, Nefzger P, Nolasco JF, Kaintzyk U. (2003). Overhead power lines. Springer, Berlin, Heidelberg, New York, p. 5
- ^ Bureau of Census data reprinted in Hughes, pp. 282–283
- ^ Hughes, pp. 293–295
- ^ Paris, L.; Zini, G.; Valtorta, M.; Manzoni, G.; Invernizzi, A.; De Franco, N.; Vian, A. (1984). "Present Limits of Very Long Distance Transmission Systems" (PDF). CIGRE International Conference on Large High Voltage Electric Systems, 1984 Session, 29 August – 6 September. Global Energy Network Institute. Retrieved 29 March 2011. 4.98 MB
- ^ "NYISO Zone Maps". New York Independent System Operator. Retrieved 10 January 2014.
- ^ American Electric Power, Transmission Facts, page 4: https://web.archive.org/web/20110604181007/https://www.aep.com/about/transmission/docs/transmission-facts.pdf
- ^ California Public Utilities Commission Corona and induced currents
- ^ Curt Harting (October 24, 2010). "AC Transmission Line Losses". Stanford University. Retrieved June 10, 2019.
- ^ "Where can I find data on electricity transmission and distribution losses?". Frequently Asked Questions – Electricity. U.S. Energy Information Administration. 19 November 2009. Retrieved 29 March 2011. []
- ^ "How much electricity is lost in electricity transmission and distribution in the United States?". Frequently Asked Questions – Electricity. U.S. Energy Information Administration.تسعة January 2019. Retrieved 27 February 2019.
- ^ Donald G. Fink and H. Wayne Beaty. (2007), Standard Handbook for Electrical Engineers (15th Edition). McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-144146-9 section 18.5
- ^ Donald G. Fink, H. Wayne Beatty, Standard Handbook for Electrical Engineers 11th Edition, McGraw Hill, 1978, ISBN 0-07-020974-X, pages 15-57 and 15-58
- ^ Guarnieri, M. (2013). "The Alternating Evolution of DC Power Transmission". IEEE Industrial Electronics Magazine. 7 (3): 60–63. doi:10.1109/MIE.2013.2272238.
- ^ "The Bumpy Road to Energy Deregulation". EnPowered. 2016-03-28.
- ^ Raghuvir Srinivasan (August 15, 2004). "Power transmission business is a natural monopoly". The Hindu Business Line. The Hindu. Retrieved January 31, 2008.
- ^ Lynne Kiesling (18 August 2003). "Rethink the Natural Monopoly Justification of Electricity Regulation". Reason Foundation. Archived from the original on February 13, 2008. Retrieved 31 January 2008.
- ^ "FERC: Landmark Orders - Order No. 888". www.ferc.gov.
- ^ What is the cost per kWh of bulk transmission / National Grid in the UK (note this excludes distribution costs)
- ^ "The Electric Power Transmission & Distribution (T&D) Equipment Market 2011–2021". Archived from the original on June 18, 2011. Retrieved June 4, 2011.
- ^ How ITC Holdings plans to connect PJM demand with Ontario's rich renewables, Utility Dive, 8 Dec 2014, http://www.utilitydive.com/news/how-itc-holdings-plans-to-connect-pjm-demand-with-ontarios-rich-renewables/341524/
- ^ Fiona Woolf (February 2003). Global Transmission Expansion. Pennwell Books. pp. 226, 247. ISBN .
- ^ "FERC: Industries - Order No. 1000 - Transmission Planning and Cost Allocation". www.ferc.gov.
- ^ Power Lines and Cancer Archived April 17, 2011, at the Wayback Machine., The Health Report / ABC Science - Broadcast on 7 June 1997 (Australian Broadcasting Corporation)
- ^ Electromagnetic fields and public health, World Health Organization
- ^ "EMF Report for the CHPE". TRC. March 2010. pp. 1–4. Retrieved November 9, 2018.
- ^ "Electric and Magnetic Field Strengths" (PDF). Transpower New Zealand Ltd. p. 2. Retrieved November 9, 2018.
- ^ "Electromagnetic fields and public health". Fact sheet No. 322. World Health Organization. June 2007. Retrieved 23 January 2008.
- ^ "Electric and Magnetic Fields Associated with the Use of Power" (PDF). National Institute of Environmental Health Sciences. June 2002. Retrieved 29 January 2008.
- ^ Transmission Vegetation Management NERC Standard FAC-003-2 Technical Reference Page 14/50. http://www.nerc.com/docs/standards/sar/FAC-003-2_White_Paper_2009Sept9.pdf
- ^ "Order No. 888". United States of America Federal Energy Regulatory Commission.
- ^ Order No. 888, FERC. "Promoting Wholesale Competition Through Open Access Non-discriminatory Transmission Services by Public Utilities; Recovery of Stranded Costs by Public Utilities and Transmitting Utilities".
- ^ (PDF). FERC Washington, D.C.ثمانية August 2006.
- ^ National Council on Electricity Policy. "Electricity Transmission: A primer" (PDF): 32 (page 41 in .pdf). Archived from the original (PDF) on December 1, 2008. Retrieved December 28, 2008.
- ^ Wald, Matthew (27 August 2008). "Wind Energy Bumps into Power Grid's Limits". The New York Times: A1. Retrieved 12 December 2008.
- ^ Jacob Oestergaard; et al. (2001). "Energy losses of superconducting power transmission cables in the grid" (PDF). IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 11: 2375. doi:10.1109/77.920339.
- ^ Reuters, New Scientist Tech and. "Superconducting power line to shore up New York grid". New Scientist.
- ^ "Superconducting cables will be used to supply electricity to consumers". Archived from the original on July 14, 2014. Retrieved June 12, 2014.
- ^ "Superconductivity's First Century". Archived from the original on August 12, 2012. Retrieved August 9, 2012.
- ^ "HTS Transmission Cable". www.superpower-inc.com.
- ^ "IBM100 - High-Temperature Superconductors". www-03.ibm.com. August 10, 2017.
- ^ Patel, 03/01/2012 | Sonal (March 1, 2012). "High-Temperature Superconductor Technology Stepped Up". POWER Magazine.
- ^ "Operation of longest superconducting cable worldwide started". phys.org.
- ^ ". April 9, 2009 – via news.bbc.co.uk.
- ^ "Hackers reportedly have embedded code in power grid - CNN.com". www.cnn.com.
- ^ "UPDATE 2-US concerned power grid vulnerable to cyber-attack". April 8, 2009 – via in.reuters.com.
- ^ "US and Russia clash over power grid 'hack attacks". BBC News. 18 June 2019.
- ^ "How Not To Prevent a Cyberwar With Russia". Wired. 18 June 2019.
- ^ "Development of UHV Transmission and Insulation Technology in China" (PDF).
- ^ "准东-皖南±1100千伏特高压直流输电工程竣工投运".
- ^ "India Steps It Up". Transmission & Distribution World. January 2013.
قراءة متعمقة
- Grigsby, L. L., et al. The Electric Power Engineering Handbook. USA: CRC Press. (2001). ISBN 0-8493-8578-4
- Hughes, Thomas P., Networks of Power: Electrification in Western Society 1880–1930, The Johns Hopkins University Press, Baltimore 1983 ISBN 0-8018-2873-2, an excellent overview of development during the first 50 years of commercial electric power
- Reilly, Helen (2008). Connecting the Country – New Zealand’s National Grid 1886–2007. Wellington: Steele Roberts. pp. 376 pages. ISBN .
- Pansini, Anthony J, E.E., P.E. undergrounding electric lines. USA Hayden Book Co, 1978. ISBN 0-8104-0827-9
- Westinghouse Electric Corporation, "Electric power transmission patents; Tesla polyphase system". (Transmission of power; polyphase system; Tesla patents)
- The Physics of Everyday Stuff - Transmission Lines
 |
مشاع الفهم فيه ميديا متعلقة بموضوع Electric power transmission. |
قاموس الفهم.
