¿Por qué los consumidores se encuentra cerca de líneas de alta tensión que normalmente no se conectan a las líneas, sino que por el contrario son conectados a través de una baja línea de alta tensión?

Question

Una típica cuadrícula utiliza 110..500 kilovoltios líneas para suministrar electricidad a las subestaciones que menor que 6..20 kilovoltios y, a continuación, las líneas con las que el bajo voltaje de llegar a los consumidores donde aún otras subestaciones se encuentra que, finalmente, reducir de 6 a 20 kilovoltios a los consumidores de voltaje (100 o 230 voltios o cualquiera que sea el estándar local).

Los 110..500 kilovoltios líneas a menudo se pasan por zonas donde los consumidores se encuentran. Los consumidores pueden ser conectados a las líneas a través de los transformadores de la aceptación de decir 110 kilovoltios y emisión de los consumidores de voltaje. En cambio, aquellas líneas de ejecutar a lejanas en algún lugar y luego otro powerline se ejecuta de nuevo con algunos de los más bajos de voltaje y un consumidor se engancha a la última. Eso es un montón de cableado adicional.

¿Cuál es la razón de este diseño? ¿Por qué no gancho a los consumidores la más cercana powerline?

Answer 1

HV (66kV - 500kV) es... difícil de tratar.

Voy a recitar razones que puedo pensar en de la parte superior de mi cabeza.

Todas las cifras que siguen (pesos, dólares) son del orden de magnitud estimaciones aproximadas.

Autorizaciones

Vamos a usar 220kV como un ejemplo. El Australiano HV subestación estándar COMO 2067 designa a los siguientes espacios libres necesarios para la 220kV equipo:

• Fase a tierra - 2100mm. Es decir, no 220kV conductor puede ser dentro de 2 metros de cualquier conductor de puesta a tierra (por ejemplo, un tanque del transformador, o un poste de acero.)
• De fase a fase de liquidación 2,415 mm. Es decir, la 220kV conductores aéreos debe ser al menos de 2,4 m de distancia en todo momento.
• Horizontales de seguridad del despacho - 4,125 mm.
• De seguridad Vertical a la remoción de 3,565 mm.

Es decir, que no hay tal cosa como un "compacto" 220kV de la subestación. (Bueno, que no es, subestaciones basado en celdas aisladas en gas puede ser muy compacto, pero usted no quiere saber cuánto cuestan.)

El tamaño mínimo de un 220kV de la subestación, que contiene el equipo necesario y el mantenimiento de todas estas autorizaciones, está a menos de 20m x 20m cuadrados, es decir, el tamaño de las afueras de la ciudad, bloque de tierra.

También habría que tener estructuras de al menos 4 metros de altura, que es difícil perderse en el paisaje suburbano.

Además de las anteriores autorizaciones necesarias para evitar que la gente llegar directamente electrocutado, usted también tiene que lidiar con -

• Seguridad contra incendios radio en el caso de un transformador de gotas de 10.000 litros de aceite aislante y se prende fuego. De la memoria, a menos de 10 metros.
• Radio en caso de explosión eléctrica. Típico de la radio umbral para la recepción de 'supervivencia' las quemaduras de segundo grado puede superar los 10 metros para algunos energético tipos de fallos. Definitivamente ningún civil de vivienda permitido dentro de este radio.

Protección

Una avería en el 220kV de la red debe ser limpiado rápidamente, o se va a la unidad de la red en un estado inestable (es decir, apagón.) La 'crítica de eliminación de fallas de tiempo" para evitar un apagón general es mucho menos de 1 segundo.

Muy caro esquemas de protección (línea diferencial con fibra óptica a los pilotos, la distancia de protección) se utilizan para garantizar que este de alta velocidad de la protección. Estos esquemas de protección debe ser instalado en cada terminal de la línea de 220kV.

Una vez que tomamos en cuenta el costo de

• 220kV disyuntores - alrededor de 200.000 dólares cada uno, un mínimo de tres requerido por la subestación - dos para la entrada/salida del circuito pasando por la subestación, y uno para el T-off = $600,000
• dos conjuntos de tres-fase de protección de los transformadores de corriente nominal de 220kV, y "suficiente" continua amperios - alrededor de $50,000 de un juego (béisbol) = $100,000
• dos conjuntos de relés de protección - cada uno con un redundantes duplicado - alrededor de $20.000 cada una = $80,000. (Nota: duplicar "X" y "y" protección es estándar para subestaciones HV.)

... estamos hasta cerca de $780,000, sólo en los equipos de protección, por la subestación. Y aún no hemos empezado a comprar la transmisión de la terminación de la línea de hardware, el aumento de la derivadores, embarrado, estructuras de soporte, movimiento de tierras, de esgrima, de hormigón, control PLC, caseta de control de...

(Comparar 22kV transformador de la distribución de la protección, que es, generalmente, un conjunto de tres-fase de expulsión de deserción de los fusibles, el costo total tal vez de $2,000.)

Transformadores

220kV transformadores son grandes, por la fuerza de todo el aislamiento necesario en su interior para evitar la descarga disruptiva. No hay tal cosa como un "pequeño" 220kV transformador - el más pequeño que he visto es nominal 60 MVA y pesa alrededor de 10 toneladas.

Contraste típico de la parte superior del poste de los transformadores de 22/0.415 kV nominal 500kVA o menos. El peso es importante, porque hay un límite máximo a lo que se puede tener en la parte superior de un poste de madera. Yo no soy ingeniero estructural, pero que sin duda no querría para montaje en poste algo más de una tonelada.

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Es que hay razones suficientes?

Answer 2

Una de las principales razones es que estas líneas son para la transmisión de larga distancia y la interconexión de redes de gran tamaño.

Imaginemos una carretera. La mayoría de ellos tienen salidas cada pocos kilómetros en zonas urbanas, y a veces con más frecuencia que una milla en particular en casos extraños, pero para la mayoría de los punto tienen la intención de permitir una rápida y eficiente de los viajes de largas distancias. Mientras que es claro que hay casas y negocios cerca de las autopistas, si cada uno tenía su propia onramp y la salida, no sólo la infraestructura de recursos significativos, pero cada vez que tienen un problema con un onramp o la salida que termina el cierre de una sección o de un carril de la autopista por un período de tiempo que el impacto de muchas, muchas más personas.

Si inicia la construcción de más de subestaciones de aumentar el riesgo de tiempo de inactividad de la línea de transmisión debido a la subestación problemas.

Además, las pequeñas redes están realmente conectados a varios de los más grandes redes con switches, que luego a veces conectado a más de una línea de transmisión con los interruptores. Esto permite un problema en cualquier línea de cuadrícula o para ser transferido a su alrededor, y los resultados en la pérdida de potencia que se localiza el problema. Las líneas de transmisión son más difíciles y más costosos para trabajar y reparación, y son fundamentales columna vertebral de la infraestructura de los sistemas eléctricos nacionales. Cuando las plantas de energía sale de línea por cualquier razón, las plantas de energía mucho más lejos puede tomar el relevo debido a estas líneas.

Por último, eléctricamente son fase equilibrada para la más eficiente de transmisión de electricidad. Individuales de subestaciones y redes eléctricas están diseñadas para que el factor de potencia es lo más cercano a 1 como sea posible. Un bajo factor de potencia resultado en la pérdida de energía en las líneas y transformadores, que requiere más sustancial de los conductores. Estas líneas no son para mal emparejados de las cargas de CA. Industrial los clientes que se conectan a las líneas de alto voltaje a menudo tienen que agregar corrección del factor de potencia si las plantas no están correctamente equilibrados. Conexión de un hogar o en el vecindario más directamente a una línea de transmisión sería necesaria una mayor inversión en la subestación necesarios para el servicio de ellos para las líneas de transmisión se ve afectada. Otras líneas de alta tensión combinación de una gran cantidad de clientes con bajo factor de potencia, sino por la mezcla de pequeños industriales de usuarios (muchos de los motores) con los usuarios del hogar (un montón de fuentes de alimentación conmutadas) las subestaciones pueden equilibrar el factor de potencia a un costo mucho menor y las instalaciones más pequeñas. La colocación de cargas desequilibradas directamente en las líneas de transmisión que daría lugar a más dolores de cabeza significativos de la transmisión de potencia de los coordinadores ya enfrentan.

Ellos realmente no están diseñados para los pequeños consumidores.

Answer 3

Imagino que si en realidad nos hizo esto, y tuvimos líneas de poder ejecutar a través de un barrio, o junto a, y en cada casa conectado directamente a estas líneas de energía eléctrica en lugar de una subestación, sería bastante tonto

Saqué una foto para demostrar lo absurdo que puede ser:

Afortunadamente, los Suecos construido las cosas mucho mejor que mis habilidades en el dibujo:

Esos son los cables del teléfono por el camino, se puede conseguir algo cercano sin terrible terrible de las cosas que suceden a los cables (y la de personas cercanas).

Ahora imagine que esos cables son para trabajo pesado de línea de alimentación de cables. Imagina que no podía pack ellos tan densamente y tuvo que dar a cada línea individual de liquidación. Imaginar el apoyo adicional para cuando los bloques de la torre y los edificios de apartamentos bloquear la línea de visión directa, estructuras adicionales a lo largo de la manera de apoyar a todas las cableado adicional y el peso y la tensión necesaria para mantenerlo en su lugar.

Imagine el impacto de todos estos pesados cables de alta tensión tienen en la recepción y transmisión de radio, y de los numerosos micro subestaciones para cada casa.

Me llamó la otra foto, es una pequeña aldea con líneas eléctricas adyacentes:

Podríamos enterrar las líneas de energía la mayor parte del camino, pero eso es un montón de excavación a poner muy peligroso líneas de energía, todo se va a poner muy caro (que ya es).

Una solución sencilla sería por varias casas adyacentes para compartir un cable y de la subestación. Estaciones de suficiente tamaño sería lo suficientemente barato como para apoyar a barrios enteros, mientras que el ahorro en los costos de construcción y reducir el número de cables. Todo esto está empezando a sonar familiar...

Answer 4

Estoy pensando más en que es debido a que el sistema de protección. Si usted presiona la transmisión y el éxito paso a tu casa-mantener la tensión, sería muy costoso para la utilidad de si una falla ocurre en su ubicación.

También es rentable tener un sistema central de protección de la central del transformador, y la principal línea de transmisión. Además, el costo del transformador a paso hacia abajo de la línea de transmisión con voltaje de alrededor de 69Kv, 138Kv, y así sucesivamente, a 120V sería una locura caro a seguir.

Por lo que tiene tanto técnica y económica de los beneficios a tener el diseño como es hoy.

Answer 5

Yo creo que es porque el objetivo principal de una línea de alta tensión es de transmisión. Esto es debido a que a altas tensiones de la potencia perdida causada por I2R es inferior al de menor tensión (para la misma Potencia [W], de alto voltaje => corriente inferior)

Además de eso, usted puede conectarse a la línea de alta tensión mediante el uso de una transformadores, tal vez 500/0.4 kV, que sería inaceptablemente expnsive.