2.1. Возможности использования для межсистемных связей электролиний разного типа

Уже первые шаги по объединению локальных энергосистем показали, что электрические связи между энергосистемами должны обладать достаточной пропускной способностью и возможностью передавать электроэнергию на значительные расстояния, измеряемые сотнями километров.

Принципиальные проблемы передачи электрической энергии на большие расстояния были решены в начале ХХ века. К этому времени определились два основных направления передачи электроэнергии – в виде надземных (воздушных) электрических линий и в виде подземных кабельных электролиний. Дальнейшее совершенствование конструкций линий обоих направлений показало, что воздушные линии (ВЛ) и кабельные линии (КЛ) имеют различные области эффективного применения, обусловленные конструктивными особенностями этих сооружений.

В воздушных линиях электропередачи в качестве основной среды, изолирующей провода от земли, наземных сооружений и от проводов соседних фаз в пролете между опорами, служит атмосферный воздух. Это позволяет сравнительно легко увеличивать напряжение линии электропередачи и ее пропускную способность за счет увеличения электрически безопасных габаритов от проводов до земли и сооружений (одновременно следует увеличивать уровень изоляции проводов от поддерживающих конструкций – опор). Рост габаритов приводит к существенным размерам использования территории и приземного пространства при сооружении воздушных линий.

Воздушные линии электропередач

Кабельные линии выполняются токопроводами, покрытыми на всем протяжении изолирующими и защитными оболочками, толщина которых на несколько порядков меньше размеров безопасных воздушных промежутков ВЛ. Компактная изоляция КЛ обеспечивает использование пространства для прохождения электролиний в минимальных размерах. Однако до конца ХХ века отсутствовали технологии изготовления изоляции кабелей для протяженных кабельных линий напряжением выше 40 кВ, что ограничивало мощность электропередачи. Следует также иметь в виду, что большие значения электрической емкости кабельных линий переменного тока для класса напряжений 110 кВ и выше существенно ограничивают их длину в пределах нескольких десятков километров из-за недопустимого превышения напряжения в рабочих режимах.

Кабельные линии переменного тока, как правило, служат локальным средством доставки электроэнергии внутри узлов электропотребления в условиях невозможности строительства воздушных линий. Из кабельных линий формируют распределительные электросети в городах и других населенных пунктах, на производственных предприятиях и в помещениях. В качестве межсистемных связей кабельные линии получили признание лишь с развитием техники силового постоянного тока высоких напряжений, что позволило снять ограничения на их длину. Кабельные линии постоянного тока стали использовать для несинхронного объединения энергосистем, разделенных большими водными пространствами, такими как пролив Ла-Манш, Балтийское, Адриатическое или Тирренское моря.

Воздушные линии повсеместно получили преимущественное развитие, так как стоимость их строительства, отнесенная к их пропускной способности, значительно ниже подобной стоимости кабельных линий, тем более, что воздушные линии более просты для строительства и эксплуатации. Как средство для создания межсистемных связей воздушные линии получили исключительное применение благодаря возможности передачи электроэнергии ими на большие расстояния при высокой пропускной способности.

Передача энергии воздушными линиями электропередач напряжением 750 кВ через Каховское водохранилище (Украина)