Розділ 2. Гідроенергетичні ресурси, їх використання. Принципові схеми, параметри, режими роботи ГЕС і ГАЕС

Вже перші кроки з об'єднання локальних енергосистем показали, що електричні зв'язки між енергосистемами повинні мати достатню пропускну спроможність та можливість передавати електроенергію на значні відстані, вимірювані сотнями кілометрів.

Принципові проблеми передачі електричної енергії на великі відстані були вирішені на початку ХХ століття. До цього часу визначилися два основних напрямки передачі електроенергії: у вигляді надземних (повітряних) електричних ліній та у вигляді підземних кабельних електроліній. Подальше вдосконалення конструкцій ліній обох напрямків показало, що повітряні лінії (ПЛ) і кабельні лінії (КЛ) мають різні області ефективного застосування, обумовлені конструктивними особливостями цих споруд.

У повітряних лініях електропередач в якості основного середовища, що ізолює провода від землі, наземних споруд і від проводів сусідніх фаз у прольоті між опорами, використовується атмосферне повітря. Це дозволяє порівняно легко збільшувати напругу лінії електропередачі та її пропускну спроможність за рахунок збільшення електрично безпечних габаритів від проводів до землі та споруд (одночасно слід посилювати рівень ізоляції проводів від підтримуючих конструкцій – опор). Зростання габаритів призводить до істотних розмірів використання території та приземного простору при спорудженні повітряних ліній.

Повітряні лінії електропередач

Кабельні лінії виконуються токопроводами, вкритими на всьому протязі ізолюючими і захисними оболонками, товщина яких на кілька порядків менша за розміри безпечних повітряних проміжків ПЛ. Компактна ізоляція КЛ забезпечує використання простору для проходження електроліній в мінімальних розмірах. Однак до кінця ХХ століття були відсутні технології виготовлення ізоляції кабелів для протяжних кабельних ліній напругою вище 40 кВ, що обмежувало потужність електропередачі. Слід також мати на увазі, що більші значення електричної ємності кабельних ліній змінного струму для класу напруг 110 кВ і вище істотно обмежують їх довжину до декількох десятків кілометрів через неприпустиме перевищення напруги в робочих режимах.

Кабельні лінії змінного струму, як правило, застосовуються в якості локального засобу транспортування електроенергії всередині вузлів електроспоживання в умовах неможливості будівництва повітряних ліній. З кабельних ліній формують розподільні електромережі в містах та інших населених пунктах, на виробничих підприємствах і в приміщеннях. Як міжсистемні зв'язки кабельні лінії одержали визнання лише з розвитком техніки силового постійного струму високих напруг, що дозволило зняти обмеження на їх довжину. Кабельні лінії постійного струму почали використовувати для несинхронного об'єднання енергосистем, розділених великими водними просторами, такими як протока Ла-Манш, Балтійське, Адріатичне або Тірренське моря.

Повітряні лінії повсюдно одержали переважний розвиток, бо вартість їх будівництва, віднесена до їх пропускної спроможності, значно нижче подібної вартості кабельних ліній, тим більше, що повітряні лінії простіші для будівництва та експлуатації. Як засіб для створення міжсистемних зв'язків повітряні лінії набули виняткового застосування завдяки можливості передачі електроенергії ними на більші відстані при високій пропускній спроможності.

Передача енергії повітряними лініями електропередач напругою 750 кВ через Каховське водосховище (Україна)