送電、現代の架空送電線、ケーブル送電線の技術的進歩

送電線の建設において、現在最も効果的な技術は、超高圧の直流架空線による送電、地下ガス絶縁電線による送電、そして将来的には極低温ケーブルの作成です。線路と導波管による超高周波でのエネルギーの伝達。

直流線

その主な利点は、電力システムの非同期並列運転の可能性、比較的高いスループット、三相 AC 送電線と比較して実際の送電線のコストの削減 (3 線ではなく 2 線となり、それに対応してサイズも縮小されること) です。サポートの）。

電圧±750kV、さらには±1250kVの直流送電線が大量に整備されることにより、超長距離に大量の電気を送電できる条件が整うと考えられます。

現在、新しい超大電力および超都市送電線のほとんどは直流で建設されています。21世紀におけるこの技術における真の記録保持者は中国です。

高圧直流送電線の運用に関する基本情報と、現時点で世界でこのタイプの最も重要な送電線のリスト: 高電圧直流 (HVDC) ライン、完了したプロジェクト、直流の利点

ガス絶縁地中（ケーブル）線路

ケーブルラインでは、導体の合理的な配置により、波の抵抗を大幅に低減し、圧力を高めたガス絶縁体 («SF6» ベース) を使用して、非常に高い許容電界勾配を達成することができます。強さ。その結果、適度な規模であれば、かなり大きな容量の地下線が存在することになる。

これらのラインは、領土の疎外を必要とせず、都市開発を妨げないため、大都市の深い入り口として使用されます。

超電導送電線

導電性材料の深冷は電流密度を劇的に増加させることができ、これは送電容量を増加させるための大きな新たな可能性を開くことを意味します。

したがって、導体の有効抵抗がゼロまたはほぼゼロに等しい極低温送電線と超電導磁気システムの使用は、従来の送電および配電スキームに根本的な変化をもたらす可能性があります。このような送電線の容量は 500 ～ 600 万 kW に達することがあります。

詳細については、ここを参照してください。超電導の科学技術への応用

極低温技術を電気に利用するもう 1 つの興味深い方法: 超電導磁気エネルギー貯蔵システム (SMES)

導波管による超高周波伝送

超高周波では、導波管（金属パイプ）の実装条件によっては比較的低い減衰が得られるため、強力な電磁波を長距離伝送することができます。工業用周波数から超高周波へ、またはその逆への電流コンバータを装備する必要があります。

高周波導波管の技術指標とコスト指標を予測的に評価することで、最長1000kmの長さの高出力エネルギールート（最大1000万kW）での近い将来の高周波導波管の使用の実現可能性が期待できます。

電気エネルギーの伝送における技術進歩の重要な方向性は、とりわけ、交流三相電流による従来の伝送方法をさらに改善することです。

伝送線路の伝送容量を増やす簡単に実装できる方法の 1 つは、そのパラメータの補償度をさらに高めることです。つまり、位相ごとの導体の分離を深くし、キャパシタンスと横方向のインダクタンスを縦方向に結合します。

ただし、ここには多くの技術的な制限があるため、これが最も合理的な方法であることに変わりはありません。送電線の公称電圧を上げる…ここでの限界は、空気の絶縁力の条件から、約 1200 kV の電圧と認識されています。

送電の技術進歩において、AC送電線の実装のための特別な計画が重要な役割を果たす可能性があります。その中で注目すべきは以下の点である。

調整されたライン

このようなスキームの本質は、パラメータを半波にするために横方向および縦方向のリアクタンスを含めることに帰着します。これらの送電線は、3,000 km の距離にわたって 250 ～ 350 万 kW の電力を輸送できるように設計できます。主な欠点は、中間選択が難しいことです。

オープンライン

発電機と消費機は、互いにある程度の距離を置いて別のワイヤに接続されます。導体間の静電容量は、導体の誘導抵抗を補償します。目的 — 長距離にわたる電力の輸送伝送。欠点は調整された回線の場合と同じです。

セミオープンライン

AC 送電線改善の分野における興味深い方向性の 1 つは、動作モードの変更に応じて送電線パラメータを調整することです。開線に迅速に調整可能な無効電力源を備えた自己調整機能が装備されている場合、いわゆる半開線が得られます。

このようなラインの利点は、どのような負荷でも最適なモードにできることです。

ディープ電圧レギュレーションモードの電力線

急激に不均一な負荷プロファイルで動作する AC 送電線の場合、負荷の変化に応じて線路の両端で同時に深い電圧調整を行うことが推奨される場合があります。この場合、最大電力値によらずに電力線のパラメータを選択することができるため、エネルギー伝送コストを削減することが可能となる。

交流送電線の実装に関する上記の特別な計画は、まだ科学研究のさまざまな段階にあり、依然として大幅な改良、設計、産業開発が必要であることに注意する必要があります。

これらは、電気エネルギー伝送分野における技術進歩の主な方向です。