Áreas de aplicação de redes de diferentes tipos e tensões
As redes elétricas são projetadas para a transmissão e distribuição de energia elétrica das fontes aos receptores elétricos. Permitem transferir grandes quantidades de energia por longas distâncias com baixas perdas, o que é uma das principais vantagens da energia elétrica em relação a outros tipos de energia.
As redes de energia são parte integrante dos sistemas e instalações de energia para todos os fins na indústria e na agricultura.
A transmissão inicial de energia elétrica foi feita com corrente contínua. Os primeiros experimentos, que ainda não têm importância prática, datam de 1873 a 1874 (o engenheiro francês Fontaine (1873 — 1 km) e o engenheiro militar russo Pirotsky (1874 — 1 km).
O estudo das leis básicas na transmissão de eletricidade começou na França e na Rússia simultaneamente e de forma independente (M. Depré — 1880 e D. A. Lachinov — 1880). SIM.Lachynov na revista "Electricity" publicou um artigo "Trabalho eletromecânico", onde examina teoricamente a relação entre os principais parâmetros da linha de energia e propõe aumentar a eficiência. aumento da tensão; 2 kV é transmitido a uma distância de 57 km (Miesbach — Munique).
Em 1889 M.O. Dolivo-Dobrovolski criou um sistema trifásico conectado, inventou um gerador trifásico e um motor assíncrono. Em 1891 pela primeira vez no mundo, a transmissão trifásica em corrente alternada foi realizada em uma distância de 170 km. Assim, foi resolvido o principal problema do século XIX — a produção centralizada de eletricidade e sua transmissão a longas distâncias.
De 1896 a 1914, a introdução industrial das linhas elétricas de longa distância, o aumento de seus parâmetros, a especialização das redes, a criação de redes locais ramificadas, o surgimento dos sistemas de energia:
1896 - na Rússia, a primeira linha de transmissão trifásica de 10 kV com 13 km de comprimento e potência de 1000 kW apareceu na mina de Pavlovsk, na Sibéria.
1900 - um sistema de energia conectando duas estações foi criado em Baku: para 36,5 e 11 mil KW, linha de transmissão a cabo -20 kV.
1914 - uma linha de energia de 12.000 kW de 76 km de comprimento da usina regional de Elektroperachaya para Moscou foi colocada em operação.
Deve-se notar que, apesar de a Rússia ser um país avançado no desenvolvimento dos princípios e métodos de transmissão e distribuição de energia, em 1913 ela tinha apenas 325 km de redes de 3-35 kV e ocupava o 15º lugar em termos de produção de eletricidade, é inferior até à Suíça...
1920 -1940— o estágio de rápido desenvolvimento quantitativo, garantindo a industrialização do país e a construção de uma base industrial, bem como o uso prático da eletricidade e das redes elétricas.
1922 — a primeira linha de transmissão de 110 kV na Rússia com um comprimento de 120 km (Kashira — Moscou) foi colocada em operação.
1932 — início da operação da rede de 154 kV do Sistema de Energia Dnieper.
1933 - a primeira linha de energia - 229 kV Leningrado - Svir foi construída.
1945 - até hoje - desenvolvimento de tensões de até 1 milhão e mais B, expansão dos sistemas de energia elétrica, criação de interconexões, distribuição generalizada de eletricidade em instalações militares:
1950 — uma linha de energia experimental - industrial - 200 kV DC (Kashira - Moscou) foi construída.
1956 — a primeira linha de transmissão de 400 kV do mundo, da UHE Volga a Moscou, foi colocada em operação.
1961 — a primeira linha de transmissão de 500 kV do mundo (Volga HPP — Moscou) conecta os sistemas de energia do Centro, do Médio e Baixo Volga e dos Urais.
1962 — Uma linha de energia de 800 kV para corrente contínua (Volgogradenergo - Donbass) foi colocada em operação.
1967— uma linha de transmissão -750 kV Konakovo — Moscou com capacidade de até 1250 MW foi colocada em operação e, na década de 1970, uma linha de transmissão de 750 kV (Konakovo — Leningrado) foi construída.
Desde os primeiros anos, o desenvolvimento da indústria de energia elétrica seguiu o caminho da criação de sistemas elétricos de potência, que incluíam usinas conectadas por linhas de transmissão de alta tensão para operação paralela. A construção de uma linha de transmissão de 500 kV da UHE do Volga para Moscou e os Urais marcou o início da formação do Sistema Unificado de Energia da parte européia da Rússia (EEES).
O comprimento das linhas de energia está aumentando constantemente e tensões mais altas estão sendo desenvolvidas do que as classes de 1125 kV AC e 1500 kV DC. No início da década de 1980, a extensão total das redes no país ultrapassava 4 milhões de km.
Atualmente, em instalações elétricas com tensão de até 1 kV, são mais amplamente utilizadas redes com tensão de 380/220 V. Com essa tensão, é possível transmitir potência de até 100 kW a uma distância de 200 m.
A tensão 660/380 V é usada em redes de alimentação de objetos com receptores potentes. Nesta tensão, a potência transmitida é de 200 ... 300 kW a uma distância de até 250 m.
As tensões de 6 e 10 kV são amplamente utilizadas no fornecimento de linhas aéreas e de cabo na maioria dos locais com potência de até 1000 kW com comprimento de linha de até 15 km.
A tensão nominal de 20 kV tem distribuição limitada (somente as redes da região de Pskov).
Tensões de 35 ... 220 kV são usadas principalmente em linhas aéreas que fornecem objetos do sistema de energia do estado com uma potência de mais de 1000 kW e um comprimento de linha de mais de 15 km. Eles permitem a transmissão de potência de 10 … 150 MW, respectivamente, a distâncias de 200 … 500 km.Tensões superiores a 220 kV ainda não são utilizadas em redes de instalações militares.
No campo da construção e operação de linhas de ultra-alta e ultra-alta tensão, nosso país está há muitos anos em primeiro lugar no mundo.
Estão incluídas as linhas de energia Ekibastuz-Center 1500 kV DC com um comprimento de 2414 km e uma linha de energia de 1150 kV AC, Sibéria-Cazaquistão-Urais com um comprimento de operação de 2700 km.
No território da Federação Russa, são formados dois sistemas de alta e ultra-alta tensão: 110 ... 330 ... 750 kV para a zona oeste do país e 110 ... 220 ... 500 kV com mais desenvolvimento do último sistema com tensão de 750 e 1150 kV para a zona central do país e Sibéria.
A faixa econômica de tensões nominais, dependendo do comprimento da linha e da potência ativa transmitida por ela, é mostrada na figura.
Faixas econômicas de tensões nominais a) para tensões 20 ... 150 kV; b) para tensões 220 ... 750 kV.
No entanto, atualmente, devido ao fato de a República do Cazaquistão ter se tornado um estado independente, parte da comunicação intersistemas, ou seja, Ásia Central-Sibéria, é interrompida e a energia não é transmitida por este trecho da rede.
I. I. Meshteryakov