Войти
500 кВ Трехфазная электроэнергия Линии передачи на плотине Гранд-Кули ; показаны четыре схемы; две дополнительные цепи закрыты деревьями справа; всярующая мощность плотины 7079 МВт обеспечивается этим шестью цепями. Передача электроэнергии - это основная масса электрической энергии из генерирующей площадки, например как электростанция, электрическая подстанция. Взаимосвязанные линии, которые способствуют этому движению, известны сети передачи. Это отличается от местной проводки между высоковольтными подстанциями и потребителями, которые обычно включаются как распределение электроэнергии. Комбинированная сеть передачи и распределения является частью поставок электроэнергии, известной как «электросеть » в Северной Америки или просто «сеть». В Соединенном Королевстве, Индии, Танзании, Мьянме, Малайзии и Новой Зеландии сеть известна как National Grid.
Эффективная передача включает в себя снижение токов повышения напряжения перед передачей и его понижения на подстанции на дальнем конце. Для передачи энергии изменения тока повышение и понижение выполняется с помощью трансформаторов.
A глобальная синхронная сеть, также известная как «межсоединение» в Северной Америке, США напрямую соединяет множество генераторов, доставляющих мощность переменного тока с той же относительной переменной для многих потребителей. Например, в Северной Америке существует четыре основных межсоединения (Western Interconnection, Eastern Interconnection, Quebec Interconnection и Совет по надежности электроснабжения Сетка Техас ( ЭРКОТ)). В Европе одна большая сеть соединяет большую часть континентальной Европы.
Исторически линии передачи и распределения одной и той же компании, но начиная с 1990-х годов многие страны либерализовали регулирование рынок электроэнергии способами, которые приводят к отделению бизнеса по передаче электроэнергии по распределению.
Основные линии электропередачи являются высоковольтными трехфазными переменным током (AC), хотя однофазный AC иногда используется в системах электрификации железных дорог. Высоковольтная технология постоянного тока (HVDC) используется для повышения эффективности на очень больших расстояниях (обычно сотни миль). Технология HVDC также используется в подводных силовых кабелях (обычно длиннее 30 миль (50 км)) и в обмене энергией между сетями, которые не синхронизированы между собой. Линии HVDC используются для стабилизации транспортных систем распределительных сетей, внезапные новые нагрузки или электрические цепи в одной части сети. система передачи выделена синим цветом
Электричество передается при высоком напряжении (66 кВ или выше), чтобы уменьшить потери энергии, которые возникают при передаче на большие расстояния. Электроэнергия обычно передается по воздушным линиям . Подземная передача электроэнергии имеет значительно более высокую стоимость установки и большие эксплуатационные ограничения, но снижает затраты на обслуживание. Подземные передачи иногда используются в городских или экологически опасных местах.
Отсутствие накопителей электроэнергии в системах передачи приводит к ключевому ограничению. Электрическая энергия должна производиться с той же скоростью, с которой она используется. Требуется система управления, чтобы устойчивость, что выработка электроэнергии очень точно соответствует спросу. Если потребность в мощности большого предложения, дисбаланс может привести к автоматическому отключению или отключению генерирующих установок и передающего оборудования для предотвращения повреждений. В худшем случае это может привести к серии каскадных отключений и серьезному региональному отключению . Примеры включают отключение электроэнергии на северо-востоке США в 1965, 1977, 2003 и крупные отключения электроэнергии в других регионах США в 1996 и 2011 г.. Сети электропередачи объединяют региональные, национальные и даже континентальные сети, чтобы снизить риск такого отказа за счет нескольких дублирующих альтернативных маршрутов подачи электроэнергии в случае отключений. Передающие компании определяют максимальную надежную пропускную способность каждой линии (обычно меньше, чем ее физический или тепловой предел), чтобы обеспечить наличие резервной мощности в случае отказа в другой части сети.
Трехфазные высоковольтные линии штатной, «объединенные» трехсторонние 
Четырехцепные двухпроводные линии электропередачи; «Связанные» двусторонние 
Типичный ACSR. Проводник из семи стальных жил, окруженных четырьмя слоями алюминия. Высоковольтные воздушные проводники не покрыты изоляцией. Материал проводника почти всегда представляет собой сплав алюминия, состоящий из нескольких жил и, возможно, армированных стальными нитями. Медь иногда использовалась для надземной передачи, но алюминий легче, дает лишь незначительное снижение производительности и стоит намного меньше. Воздушные провода - это товар, который поставляется по всему миру. Улучшенные материалы и формы проводников регулярно используются для увеличения пропускной способности и модернизации передачи. Размеры проводников разных размеров от 12 мм (№6 американского сортамента ) до 750 мм (1,590,000 круговых мил площадь) с переменным сопротивлением и допустимой нагрузкой по току. Для больших проводников (более нескольких сантиметров в диаметре) большая часть тока концентрируется вблизи поверхности из-за скин-эффекта . Центральная часть проводника пропускает небольшой ток, но увеличивает вес и стоимость проводника. Из-за этого ограничения тока используется несколько параллельных кабелей (называемых жгутом проводов ), когда требуется более высокая пропускная способность. Жгуты проводов также используются при высоких напряжениях для уменьшения потерь энергии, вызванных коронным разрядом.
. Сегодня считается, что напряжение на уровне передачи составляет 110 кВ и выше. Более низкие напряжения, такие как 66 кВ и 33 кВ, обычно считаются передаточными напряжениями, но иногда используются на длинных линиях с небольшими нагрузками. Напряжения менее 33 кВ обычно используются для распределения. Напряжения выше 765 кВвысоким напряжением сверхвысоким напряжением и другие конструкции по более с использованием оборудования, используемым при низких напряжениях.
воздушные линии электропередач зависит от изоляции воздуха, конструкция этих линий требует соблюдения минимальных зазоров для обеспечения безопасности. Неблагоприятные погодные условия, такие как сильный ветер и низкие температуры, привести к отключению электроэнергии. Скорость ветра до 23 узлов (43 км / ч) может проводникам выйти за пределы рабочего пространства, что к перекрытию и потере питания. Колебание движения линии физической можно назвать галопом проводника или флаттером в зависимости от частоты и амплитуды колебаний.
Три расположенных рядом электрических опоры в Вебстере, штат Техас Электроэнергия также может передаваться по подземным силовым кабелем вместо воздушных линий электропередачи. Подземные кабели имеют меньшие полосы отвода, чем воздушные линии, имеют меньшую видимость и меньше подвержены влиянию плохой. Однако строительство надземных сооружений намного выше, чем строительство надземных сооружений. Неисправности в подземных линиях электропередачи требуют больше времени для обнаружения и ремонта.
В некоторых мегаполисах подземные кабели передачи заключены в металлическую трубу и изолированы жидким диэлектриком (обычно маслом), который либо статичен, либо циркулирует с помощью насосов. Если электрическая неисправность повреждает трубу и вызывает утечку диэлектрика в почву, грузовики с жидким азотом мобилизуются, чтобы заморозить участки трубы, чтобы обеспечить дренаж и ремонт места повреждения труб. Этот тип кабеля подземной передачи может продлить период ремонта и увеличить затраты на ремонт. Температура трубы и грунта обычно постоянно контролируется в течение всего периода ремонта.
Подземные ограничены своей тепловой мощностью, что допускает меньшую перегрузку или изменение номинала, чемные линии. Длинные подземные кабели силы тока емкостью , что может снизить их способность обеспечивать полезную мощность для нагрузки за пределами 50 миль (80 километров). Длина кабеля постоянного тока не ограничена их емкостью, однако они требуют преобразователя станций HVDC на обоих концах линии для преобразования постоянного тока в переменный перед соединением с сетью передачи.
Улицы Нью-Йорка в 1890 году. Помимо телеграфных линий, для каждого класса устройств, требуются несколько линий электропередач. На заре коммерческой электрической энергии используется передача электроэнергии при том же механическом нагрузке, ограничивается расстояние между генерирующей установкой и потребителями. В 1882 году поколение было с постоянным током (DC), напряжение которого не могло быть легко увеличено для передачи на большие расстояния. Различные классы нагрузок (например, освещение, стационарные двигатели и тяговые / железнодорожные системы) требовали разных напряжений, использовались разные генераторы и схемы.
Из-за такой специализации линий и из-за того, что была передача неэффективной для малых -напряжения сильноточных цепей, генераторы должны быть рядом с их нагрузками. В то время кажется, что отрасль разовьется до того, что сейчас известно как система распределенной генерации с большим количеством небольших генераторов, расположенных рядом с их нагрузками.
Передача электроэнергии с переменным током (AC) они стали возможным после того, как Люсьен Голлар и Джон Диксон Гиббс построили то, что назвали вторичным генератором, ранний трансформатор с 1: 1 витком передаточного числа и разомкнутой магнитной цепи, в 1881 году.
Первая длинная линия переменного тока протяженность 34 километра (21 миля) была построена для Международной выставки 1884 года в Турине, Италия. Он питался от генератора переменного тока 2 кВ, 130 Гц Siemens Halske и имел несколько вторичных генераторов Gaulard, соединенных соединенными первичными обмотками, которые питали лампы накаливания. Система доказала возможность передачи переменного тока на большие расстояния.
Самая первая система переменного тока, которая была запущена, была введена в эксплуатацию в 1885 году на улице Виа дей Черки, Рим, Италия, для общественного освещения. Он питался от двух генераторов переменного тока Siemens Halske мощностью 30 л.с. (22 кВт), 2 кВ при 120 Гц и 19 км кабелей и 200 соединительных трансформаторов от 2 кВ до 20 В, снабженных замкнутой магнитной цепью, один для каждой лампы. Несколько месяцев спустя за ней последовала первая британская система кондиционирования воздуха, которая была введена в эксплуатацию в Grosvenor Gallery в Лондоне. В нем также были установлены генераторы переменного тока Siemens и пониженные трансформаторы от 2,4 кВ до 100 В - по одному на пользователя - с первичными обмотками, подключенными к шунту.
Работая в Westinghouse, Уильям Стэнли-младший провел свое время, выздоравливая в Грейт-Баррингтоне, устанавливаетя то, что считается первой в мире практической системой трансформатора переменного тока. Опираясь на то, что он считал непрактичной конструкцией Голяра-Гиббса, инженер-электрик Уильям Стэнли-младший разработал в 1885 году то, что считается первым серийным трансформатором переменного тока. при поддержке Джорджа Вестингауза, в 1886 году он использовал трансформаторную систему освещения переменного тока в Грейт-Баррингтоне, штат Массачусетс. При питании от парового двигателя с приводом от генератора Сименс на 500 В напряжение было понижено до 100 В с нового трансформатора Стэнли для питания ламп накаливания на 23 предприятиях вдоль главной улицы с очень небольшими потерями мощности на высоте более 4000 футов (1200 м). Эта практическая демонстрация трансформатора и системы освещения тока подтолкнула Westinghouse к установке систем на базе переменного тока позже в том же году.
1888 год ознаменовался разработкой функционального двигателя переменного тока, чего не хватало этим системам. до тех пор. Это были асинхронные двигатели, работающие на многофазном токе, независимо изобретенные Галилео Феррарисом и Никой Тесла (конструкция Теслы лицензирована Westinghouse в г. штаты). Эта конструкция была разработана развита в современную практическую трехфазную Михаилом Доливо-Добровольским и Чарльзом Юджином Ланселотом Брауном. Практическое использование этих типов двигателей будет отложено на много лет из-за проблем развития и нехватки многофазных систем питания, необходимых для их питания.
В конце 1880-х - начале 1890-х годов произойдет финансовое слияние небольших электрических компаний. в нескольких крупных корпораций, таких как Ganz и AEG в Европе и General Electric и Westinghouse Electric в США. Эти компании продолжали разрабатывать системы переменного тока, но техническая разница между системами постоянного и переменного тока возникла после более длительного технического слияния. Благодаря инновациям в США и Европе, экономия на масштабе переменного тока с очень крупными генерирующими станциями, подключенными к нагрузкам через передачу на большие расстояния, медленно сочеталась с связать его со всеми существующими системами, которые было поставить. Кфаз однофазные системы переменного тока, многофазные системы переменного тока, низковольтные лампы накаливания, высольтные дуговые лампы и двигатели постоянного тока на заводх и в уличных вагонах. В том, что установилось универсальной системой, эти технологические различия были временно устранены за счет разработки вращающихся преобразователей и двигателей-генераторов, которые позволили бы подключить большое количество устаревших систем к сети тока. Эти временные промежутки будут постепенно меняться по системам вывода из эксплуатации или модернизации старых.
Генераторы переменного тока Westinghouse многофазные на выставке 1893 г. Всемирной выставки в Чикаго, часть их «Многофазной системы Tesla». Такие многофазные инновации произвели революцию в области передачи данных Первая передача однофазного переменного тока с использованием высокого напряжения в Орегоне в 1890 году, когда энергия доставлена с гидроэлектростанцией в Уилламетт-Фоллс в город Портленд в 14 милях (23 км) вниз по реке. Первый трехфазный переменный ток с использованием высокого напряжения имел место в 1891 году во время международной выставки электроэнергии в Франкфурте. Линия электропередачи 15 кВ протяженность около 175 км соединила Лауффен на Неккаре и Франкфурт.
Напряжение, используемое для передачи электроэнергии, увеличивалось в течение 20 века. К 1914 году в эксплуатации находилось пятьдесят пять систем электропередачи, каждая с напряжением более 70 кВ. На наибольшее использованное напряжение было 150 кВ. Благодаря возможности соединения нескольких генерирующих станций на большой территории стоимость производства электроэнергии была снижена. Наиболее эффективные из имеющихся установок можно использовать для обеспечения различных нагрузок в течение дня. Повышена надежность и уменьшены капитальные вложения, поскольку резервные генерирующие мощности могут быть распределены между большим количеством клиентов и более широкой географической зоной. Удаленные и недорогие источники энергии, такие как гидроэлектростанция энергия или уголь из шахт, могут быть использованы для снижения затрат на производство энергии.
Быстрая индустриализация в 20-м веке привела к передаче электроэнергии линии и сети объекты критической инфраструктуры в большинстве промышленно развитых стран. Объединение местных генерирующих станций и небольших распределительных сетей было вызвано требованиями Первой мировой войны, когда правительства построили большие электростанции для обеспечения энергией заводов по производству боеприпасов. Позже эти генерирующие станции были подключены для снабжения гражданских нагрузок посредством передачи на большие расстояния.
A передающая подстанция снижает напряжение поступающей электроэнергии, позволяя ей подключаться от междугородной передачи высокого напряжения к местное низковольтное распределение. Он также перенаправляет мощность на другие линии электропередач, обслуживающие местные рынки. Это PacifiCorp Hale Substation, Орем, Юта, США Инженеры проектируют передающие сети для максимально эффективной транспортировки энергии, в то же время принимая во внимание экономическую факторы, безопасность сети и резервирование. В этих сетях используются такие компоненты, как линии электропередач, кабели, автоматические выключатели, переключатели и трансформаторы. Сеть передачи обычно администрируется на региональной основе такой организацией, как региональная передающая организация или оператор системы передачи.
Эффективность передачи значительно повышается за счет устройств, которые увеличивают напряжение (и тем самым пропорционально уменьшить ток) в проводниках линии, что позволяет передавать мощность с приемлемыми потерями. Уменьшение тока, протекающего по линии, снижает потери тепла в проводниках. Согласно закону Джоуля, потери энергии прямо пропорциональны квадрату тока. Таким образом, уменьшение тока в два раза снизит потери энергии на сопротивление проводника в четыре раза для проводника любого заданного размера.
Оптимальный размер проводника для данного напряжения и тока может быть оценен по формуле, в которой указано, что размер является оптимальным, когда годовые затраты энергии, потраченной впустую в сопротивлении, равны годовым капитальным затратам обеспечение проводника. В периоды более низких процентных ставок закон Кельвина указывает, что более толстые провода являются оптимальными; в то время как, когда металлы дороги, указываются более тонкиепроводники: однако линии электропередачи предназначены для длительного периода использования, поэтому закон Кельвина должен использовать режим обслуживания с долгосрочными оценками на медь и алюминий, а также процентных ставок. для капитала.
Повышение напряжения в цепях переменного тока достигается за счет использования повышающего трансформатора . Системы HVDC требуют относительно дорогостоящего оборудования для преобразования, что может быть экономически оправдано для конкретных проектов, таких как подводные кабели и высокопроизводительная двухточечная передача на большие расстояния. HVDC необходим для импорта и экспорта энергии между сетевыми системами, которые не синхронизированы друг с другом.
Передающая сеть - это сеть из электростанций, линий передачи и подстанций. Энергия обычно передается в сети с трехфазным AC. Однофазный переменный ток используется только для распределения конечным пользователям, так как он не может быть обозначен для многофазных асинхронных двигателей . В 19 веке использовалась двухфазная передача. Фазовым системам более высокого порядка требуется более трех проводов, но они не дают практически никакой выгоды.
синхронные сети Европейского Союза Цена на мощность электростанций высока, а спрос на электроэнергию непостоянен, поэтому зачастую дешевле импортировать некоторую часть необходимой мощности, чем выполнить ее на месте. Электроэнергия часто используется в юго-западной части США. Благодаря экономическому распределению нагрузки между регионами, распределительные сети охватывают страны и даже континенты. Сеть взаимосвязей между производителями и потребителями энергии.
Неизменяющаяся (или медленно меняющаяся в течение многих часов) часть потребности в электроэнергии известна как базовая нагрузка и обычно обслуживается крупными предприятиями (которые более эффективны из-за экономии на масштабе) с фиксированными затратами на топливо и эксплуатация. Такие установки ядерными, угольными или гидроэлектростанциями, такие как другие источники энергии, такие как концентрированная солнечная тепловая и геотермальная энергия, могут обеспечивать мощность нагрузки. Возляемые источники энергии, такие как солнечная фотогальваника, ветер, волны и приливы, из-за их непостоянства не рассматриваются как обеспечивающие «базовую нагрузку». Оставшаяся или «пиковая» потребность в мощности обеспечивается пиковыми электростанциями, которые являются меньшими по размеру, быстрее реагирующими и более дорогостоящими источниками такими как электростанции комбинированного цикла или турбины внутреннего сгорания, работающие на природном газе.
Передача электроэнергии на большие расстояния (сотни километров) является дешевой и эффективной, с затратами 0,005–0,02 доллара США за кВтч (по сравнению со среднегодовыми затратами крупных производителей в размере 0,01–0,025 доллара США за кВтч) розничные тарифы выше 0,10 доллара США за мгновенные ставки поставщиков в непредвиденные моменты наибольшего спроса). Таким образом, удаленные поставщики могут быть дешевле, чем местные источники (например, Нью-Йорк часто покупает более 1000 МВт электроэнергии в Канаде). Множественные местные источники (даже если они более дорогие и используются нечасто) могут сделать сеть передачи более устойчивой к погодным условиям и другим стихийным бедствиям, которые могут отключить удаленных поставщиков.
Мощная опора электропередачи 230 кВ, двухцепная, также сдвоенная Передача на большие расстояния позволяет использовать удаленные возобновляемые источники энергии для сокращения потребления ископаемого топлива. Источники гидроэнергии и ветра нельзя перемещать ближе к густонаселенным городам, а затраты на солнечную энергию самые низкие в отдаленных районах, где потребности в местной энергии минимальны. Только затраты на подключение могут определить, является ли какая-либо конкретная альтернатива возобновляемым источником экономически целесообразной. Затраты на линии электропередачи могут быть непомерно высокими, но различные предложения по огромным инвестициям в инфраструктуру для сетей передачи большие на очень большие расстояния суперсети могут быть возмещены за счет умеренной платы за использование.
На электростанциях мощность вырабатывается при относительно низком напряжении от примерно 2,3 кВ до 30 кВ, в зависимости от размера блока. Затем напряжение на клеммах генератора повышается трансформатор электростанции до более высокого напряжения (от 115 кВ до 765 кВ переменного тока, в зависимости от системы передачи и страны) для передачи через длинные дистанции.
В Штатах передача электроэнергии составляет от 230 кВ до 500 кВ, с местными исключениями менее 230 кВ или более 500 кВ.
Например, в системе регистрации есть два первичных напряжения обмена: 500 кВ переменного тока при 60 Гц и ± 500 кВ (1000 кВ нетто) постоянного тока с севера на юг (река Колумбия до Южная Калифорния ) и с северо-востока на юго-запад (от Юты до Южной Калифорнии). Линии 287,5 кВ (Hoover - Лос-Анджелес, через Victorville ) и 345 кВ (APS линия) являются местными стандартами, обе, которые были внедрены до того, как 500 кВ, стало практичным, а затем стал стандартом Western System для передачи переменного тока на большие расстояния.
Передача электроэнергии при высоком напряжении снижает долю потерянной энергии до сопротивления, которое отличается в зависимости от конкретных проводников, протекающего тока и длины линии передачи. Например, на участке длиной 100 миль (160 км) при 765 кВ, несущем мощность 1000 МВт, потери могут составлять от 1,1% до 0,5%. В линии 345 кВ, несущей ту же нагрузку на том же уровне потери, составляют 4,2%. При заданной мощности более высокое напряжение снижает ток и, следовательно, резистивные потери в проводнике. Например, повышение напряжения в 10 раз уменьшает ток в 10 раз, и, следовательно, потери, 
Факторы, которые влияют на сопротивление и, следовательно, проводников, используют в линиях передачи и распределения, включая спиральность и скин-эффект. Сопротивление проводника увеличивает с его температурой. Изменения температуры в линиях электропередач особенно повлиять на потери мощности в линии. Спирализация, которая относится к тому, как многожильные проводники закручиваются по спирали центра, также увеличению сопротивления вокруг проводника. Скин-эффект приводит к увеличению сопротивления проводника при более высоких частотах переменного тока. Потери на коронный разряд и резистивные потери можно оценить с помощью математической модели.
Потери при передаче и распределении в США оценивались в 6,6% в 1997 г., 6,5% в 2007 г. и 5% в период с 2013 по 2019 гг. оценивается на основе несоответствия между производимой мощностью (по данным электростанций) и мощностью, проданной конечным потребителям; разница между тем, что происходит, между тем, что расходуется при передаче и распределении, если предположить, что кражи коммунальных услуг не происходит.
По состоянию на 1980 год самое длинное экономически эффективное расстояние для передачи постоянного тока было определено как 7000 километров (4300 миль). Для переменного тока это было 4000 километров (2500 миль), хотя все используется сегодня линии передачи значительно короче.
В любой передачи переменного тока линии индуктивности и емкость проводников может быть величиной. Токи, которые протекают исключительно в «реакции» на эти свойства цепи (которые вместе с сопротивлением определяют импеданс ) составляют поток реактивной мощности, который передает нет «реальной» нагрузка мощности. Однако эти реактивные токи очень реальны и вызывают дополнительные тепловые потери в цепи передачи. Отношение «реальной» мощности (передаваемой на нагрузку) к «кажущейся» мощности (произведение и тока цепи без привязки к фазовому углу) представляет собой коэффициент мощности. По мере увеличения реактивного тока реактивная мощность увеличивается, а коэффициент уменьшения мощности. Для систем передачи с высокими коэффициентами мощности выше, чем для систем с высокими коэффициентами мощности. Коммунальные предприятия установить батареи конденсаторов, реакторы и другие компоненты (такие как фазосдвигающие трансформаторы ; статические компенсаторы VAR ; и гибкие передачи системы переменного тока, FACTS) по всей системе. уменьшают потери при передаче электроэнергии и стабилизируют напряжение в системе. Эти меры в совокупности называются «реактивная поддержка».
Ток, протекающий по линиям передачи, индуцирует магнитное поле, которое окружает линии каждой фазы и влияет на индуктивность окружающих проводников других фаз. Взаимная индуктивность проводников частично зависит от физической ориентации линий относительно друг друга. Трехфазные линии электропередачи нанизываются с разделением фаз на разных вертикальных уровнях. Взаимная индуктивность, наблюдаемая проводником фазы в середине двух других фаз, будет отличаться от индуктивности, наблюдаемой проводниками сверху или снизу. Несбалансированная индуктивность между тремя проводниками проблематична, потому что это может привести к тому, что эта средняя линия будет непропорционально большой передаваемую мощность. Точно так же работает несбалансированная нагрузка, если одна линия постоянно находится ближе всего к земле и работает с более низкой импедансом. Из-за этого явления проводники должны перемещаться по длине линии передачи, чтобы каждая фаза находилась в одинаковом времени в относительном положении, чтобы уравновесить взаимную фазную индуктивность, наблюдаемую всеми фазами. Для этого положения линии меняется местами в специально разработанных опорах транспонирования через промежутки времени по длине линии передачи в различных схемах транспонирования.
Линия передачи 115 кВ в Филиппины, вместе с распределительными линиями 20 кВ и уличным фонарем, все они смонтированы на деревянной опоре передающей линии 
Н-образная передача 115 кВ башня Передача является частью системы передачи электроэнергии, работающей при относительно более низких напряжениях. Подключить все распределительные подстанции к сети высокого напряжения сети неэкономично, поскольку оборудование больше и дороже. Обычно к этому высокому напряжению подключаются только более крупные подстанции. Его понижают и отправляют на более мелкие подстанции в городах и районах. Цепи субпередачи обычно организованы в петли, так что отказ одной линии не прерывает обслуживание многих клиентов более чем на короткое время. Петли могут быть «нормально замкнутыми», когда потеря одной цепи не должна приводить к прерыванию, или «нормально разомкнутыми», когда подстанции могут переключаться на резервное питание. Хотя субпередающие цепи обычно проходят по воздушным линиям, в городских районах может использоваться подземный кабель. Линии субпередачи более низкого напряжения используют менее полосу отвода и более простые конструкции; гораздо более целесообразно поместить их под землю там, где это необходимо. Линии более высокого напряжения требуют больше места и обычно проходят над землей, поскольку прокладка их под землей очень дорога.
Нет фиксированной отсечки между частичной передачей и передачей или дополнительной передачей и распределением. Диапазоны напряжений несколько перекрываются. Напряжения 69 кВ, 115 кВ и 138 кВ часто используются для субтрансляции в Северной Америке. По мере развития энергосистем, напряжения, ранее использовавшиеся для передачи, использовались для субпередачи, а напряжения субпередачи стали напряжениями распределения. Подобно передаче, субпередача перемещает относительно большие объемы энергии, и, как и распределение, субпередача охватывает область, а не только точка-точка.
На подстанциях, трансформаторы снижают напряжение до более низкого уровня для распределения для коммерческих и бытовых пользователей. Это распределение осуществляется с помощью комбинации под-передачи (от 33 до 132 кВ) и распределения (от 3,3 до 25 кВ). Наконец, в момент использования энергия преобразуется в низкое напряжение (в зависимости от страны и требований заказчика - см. Электроэнергия от сети по странам ).
Высоковольтная передача энергии позволяет снизить резистивные потери на больших расстояниях в проводке. Эта эффективность передачи высокого напряжения позволяет передавать большую часть генерируемой энергии на подстанции и, в свою очередь, на нагрузки, что приводит к экономии эксплуатационных расходов.
Электрическая сеть без трансформатора. 
Электрическая сеть с трансформатором. В упрощенной модели предположим, что электрическая сеть поставляет электроэнергию от генератора (моделируется как идеальное напряжение источник с напряжением 
Если сопротивление просто последовательно без какого-либо трансформатора между ними, схема действует как делитель напряжения, потому что тот же самый ток 
Теперь предположим, что трансформатор преобразует высоковольтную слаботочную электроэнергию, передаваемую по проводам, в низковольтную сильноточную электроэнергию для использования в точке потребления. Если мы предположим, что это идеальный трансформатор с коэффициентом напряжения 
Для 
Модель «черного ящика» для линии передачи Часто нас интересуют только характеристики клемм линии передачи, которые имеют напряжение и ток на передающем (S Сама линия передачи затем моделируется как «черный ящик», и матрица передачи 2 на 2 испол Формируется для моделирования ее поведения следующим образом:
Предполагается, что линия обратной симметричной сетью, что означает, что принимающая и метки отправки можно переключать без каких-либо последствий. Матрица передачи T также имеет следующие свойства:
Параметры A, B, C и D различаются в зависимости от того, как желаемая модель обрабатывает сопротивление линии (R), индуктивность (L), емкость (C) и шунтирующая (параллельная, утечка) проводимость G. Четыре основные модели - это приближение короткой линии, приближение средней линии, приближение длинной линии (с распределенными полномочиями) и линия без потерь. Во всех описанных моделях заглавная буква, такая как R, относится к общему количеству, суммированному по строке, а строчная буква, такая как c, относится к количеству на единицу длины.
Аппроксимация линии без потерь является наименее точной моделью; он часто используется на коротких линиях, когда индуктивность линии намного больше, чем ее сопротивление. Для этого приближения напряжение и ток на передающую и принимающую сторонах идентичны.
Напряжение на передающем и принимающем концах для линии без потерь Характеристический импеданс является чисто действительным, что означает резистивное сопротивление для этого импеданса, и его часто называют импульсным сопротивлением для линии без потерь. Когда линия без потерь оканчивается импульсным сопротивлением, падение напряжения отсутствует. Хотя фазовые углы напряжения и тока меняются, значения и тока остаются постоянными по длине линии. Для нагрузки>SIL напряжение будет падать на передающем конце, и линия будет «потреблять» VAR. Для нагрузки < SIL, the voltage will increase from sending end, and the line will “generate” VARs.
Аппроксимация короткой линии обычно используется для линий длиной менее 80 км (50 миль). Для короткой линии учитывается только последовательный импеданс Z, а C и G игнорируются. Конечный результат: A = D = 1 на единицу, B = Z Ом и C = 0 . Следовательно, соответствующая матрица перехода для этого приближения:
Аппроксимация средней линии используется для линий длиной 80-250 км (50-150 миль).. В этой модели учитываются последовательное сопротивление и проводимость шунта (утечки тока), при этом половина проводимости шунта размещается на каждом конце линии. Эту схему часто называют схемой «номинальное π (pi) » из-за формы (π), которая принимается, когда проводимость утечки помещается с обеих сторон схемы цепи. Анализ средней линии приводит к следующему результату:
Противоинтуитивное поведение линий передачи средней длины:
Модель длинной линии используется, когда требуется более высокая степень точности или когда длина рассматриваемой линии превышает 250 км ( 150 миль). Последовательное сопротивление и шунтирующая проводимость считаются распределенными параметрами, что означает, что каждая дифференциальная длина линии имеет соответствующий дифференциальный последовательный импеданс и шунтирующую проводимость. Следующий результат может быть применен в любой точке вдоль линии передачи, где 
![{\ displaystyle {\ begin {align} A = D = \ cosh (\ gamma x) {\ text {per unit}} \\ [3 мм] B = Z_ {c} \ sinh (\ gamma x) \ Omega \\ [2mm] C = {\ frac {1} {Z_ {c}}} \ sinh (\ gamma x) S \ end {выровнено}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/f28171aeaaf93573b4ca8976c9ea1622d6807728)
Чтобы найти напряжение и ток в конце длинной строки, 
(Для полного развития этой модели см. уравнения телеграфиста.)
Постоянный ток высокого напряжения ( HVDC) используется для передачи большого количества энергии на большие расстояния или для соединения между асинхронными сетями. Когда электрическая энергия должна передаваться на очень большие расстояния, потери мощности при передаче переменного тока становятся заметными, и становится дешевле использовать постоянный ток вместо переменного тока. Для очень длинной линии передачи эти более низкие потери (и меньшая стоимость строительства линии постоянного тока) могут компенсировать дополнительные затраты на необходимые преобразовательные подстанции на каждом конце.
HVDC также используется для длинных подводных кабелей, где переменный ток не может использоваться из-за емкости кабеля. В этих случаях используются специальные высоковольтные кабели для постоянного тока. Подводные системы HVDC часто используются для подключения к электросетям островов, например, между Великобританией и континентальной Европой, между Великобританией и Ирландией, между Тасмания и Австралийский материк, между Северным и Южным островами Новой Зеландии, между Нью-Джерси и Нью-Йорком и между Нью-Джерси и Лонг-Айлендом. В настоящее время используются подводные соединения длиной до 600 километров (370 миль).
Соединения HVDC могут использоваться для управления проблемами в сети с потоком электроэнергии переменного тока. Мощность, передаваемая линией переменного тока, увеличивается по мере увеличения фазового угла между конечным напряжением источника и конечным концом, но слишком большой фазовый угол позволит системам на любом конце линии выйти из такта. Поскольку поток мощности в звене постоянного тока управляется независимо от фаз сетей переменного тока на любом конце звена, этот предел фазового угла не существует, и звено постоянного тока всегда может передавать свою полную номинальную мощность. Таким образом, звено постоянного тока стабилизирует сеть переменного тока на обоих концах, поскольку поток мощности и фазовый угол могут регулироваться независимо.
В качестве примера, чтобы отрегулировать поток электроэнергии переменного тока на гипотетической линии между Сиэтлом и Бостоном, потребуется настроить относительную фазу двух региональных электрических сетей.. Это обычное явление в системах переменного тока, но оно может быть нарушено, когда компоненты системы переменного тока выходят из строя и создают неожиданные нагрузки на оставшуюся работающую систему электросети. Вместо этого с линией HVDC такое соединение:
(и, возможно, в других сотрудничающих городах вдоль маршрута передачи). Такая система могла бы быть менее подвержена сбоям, если бы ее части были внезапно отключены. Одним из примеров длинной линии передачи постоянного тока является Pacific DC Intertie, расположенный в Западной США.
Количество энергии, которое может быть передано по линии передачи. ограничено. Истоки ограничений варьируются в зависимости от длины линии. Для короткой линии нагрев проводников из-за потерь в линии устанавливает тепловой предел. Если потребляется слишком большой ток, проводники могут провисать слишком близко к земле, а проводники и оборудование могут быть повреждены из-за перегрева. Для линий средней протяженности порядка 100 километров (62 мили) предел устанавливается падением напряжения в линии. Для более длинных линий переменного тока стабильность системы устанавливает предел передаваемой мощности. Примерно мощность, протекающая по линии переменного тока, пропорциональна косинусу фазового угла напряжения и тока на приемном и передающем концах. Этот угол меняется в зависимости от загрузки системы и поколения. Нежелательно, чтобы угол приближался к 90 градусам, так как протекающая мощность уменьшается, но резистивные потери остаются. Очень приблизительно, допустимое произведение длины линии и максимальной нагрузки пропорционально квадрату напряжения системы. Последовательные конденсаторы или фазосдвигающие трансформаторы используются на длинных линиях для повышения стабильности. Высоковольтные линии постоянного тока имеют ограничения только по температуре и падению напряжения, поскольку фазовый угол не имеет значения для их работы.
До сих пор было почти невозможно предвидеть распределение температуры вдоль кабельной трассы, поэтому максимально допустимая токовая нагрузка обычно устанавливалась как компромисс между пониманием условий эксплуатации и минимизацией риска. Доступность промышленных распределенных систем измерения температуры (DTS), которые измеряют температуру в реальном времени по всему кабелю, является первым шагом в мониторинге пропускной способности системы передачи. Это решение для мониторинга основано на использовании пассивных оптических волокон в качестве датчиков температуры, встроенных непосредственно в высоковольтный кабель или установленных снаружи на изоляции кабеля. Также доступно решение для воздушных линий. В этом случае оптическое волокно интегрируется в сердцевину фазового провода воздушных линий передачи (OPPC). Интегрированное решение Dynamic Cable Rating (DCR) или также называемое решением Real Time Thermal Rating (RTTR) позволяет не только непрерывно контролировать температуру цепи высоковольтного кабеля в режиме реального времени, но и безопасно использовать существующую пропускную способность сети до максимума. Кроме того, он дает возможность оператору прогнозировать поведение системы передачи после значительных изменений, внесенных в ее начальные условия эксплуатации.
Для обеспечения безопасной и предсказуемой работы компоненты системы передачи управляются с помощью генераторов, переключателей, автоматических выключателей и нагрузок. Параметры напряжения, мощности, частоты, коэффициента нагрузки и надежности системы передачи предназначены для обеспечения рентабельной работы для потребителей.
Система передачи обеспечивает базовую нагрузку и пиковую нагрузку с запасами безопасности и отказоустойчивости. Время пиковой нагрузки зависит от региона в основном из-за структуры отрасли. В очень жарком и очень холодном климате домашнее кондиционирование воздуха и отопление влияют на общую нагрузку. Обычно они наиболее высоки в конце дня в самую жаркую часть года и в середине утра и в середине вечера в самую холодную часть года. Это заставляет требования к питанию варьироваться в зависимости от сезона и времени суток. При проектировании распределительных систем всегда учитывается базовая и пиковая нагрузки.
Система передачи обычно не имеет большой возможности буферизации для согласования нагрузок с поколением. Таким образом, генерация должна быть согласована с нагрузкой, чтобы предотвратить отказы генерирующего оборудования из-за перегрузки.
К системе передачи могут быть подключены несколько источников и нагрузок, и ими необходимо управлять для обеспечения упорядоченной передачи энергии. При централизованном производстве электроэнергии необходимо только локальное управление генерацией, и оно включает синхронизацию генерирующих блоков, чтобы предотвратить большие переходные процессы и состояния перегрузки.
В распределенном производстве электроэнергии генераторы распределены географически, и процесс их перевода в режим онлайн и в автономный режим должен тщательно контролироваться. Сигналы управления нагрузкой могут отправляться либо по отдельным линиям, либо по самим линиям электропередач. Напряжение и частота могут использоваться в качестве сигнальных механизмов для балансировки нагрузок.
В сигнализации напряжения изменение напряжения используется для увеличения генерации. Мощность, добавляемая любой системой, увеличивается с уменьшением напряжения в сети. Такое расположение в принципе стабильно. Регулирование на основе напряжения сложно использовать в ячеистых сетях, поскольку отдельные компоненты и уставки нужно будет перенастраивать каждый раз, когда к сети добавляется новый генератор.
При частотной сигнализации генерирующие блоки соответствуют частоте системы передачи энергии. В управлении падением скорости, если частота уменьшается, мощность увеличивается. (Падение частоты сети указывает на то, что увеличенная нагрузка вызывает замедление работы генераторов.)
Ветровые турбины, автомобиль-сеть и другие локально распределенные системы хранения и генерации может быть подключен к электросети и взаимодействовать с ней для улучшения работы системы. На международном уровне наблюдается медленный переход от сильно централизованной системы энергоснабжения к децентрализованной энергосистеме. Основным преимуществом локально распределенных систем генерации, включающих ряд новых и инновационных решений, является то, что они снижают потери при передаче, приводя к потреблению электроэнергии ближе к месту ее производства.
В условиях избыточной нагрузки система может быть спроектирована так, чтобы отказывать изящно, а не сразу. Понижение напряжения происходит, когда мощность источника питания падает ниже требуемой. Отключение питания происходит при полном отключении питания.
Периодические отключения электроэнергии (также называемые сбросом нагрузки) - это намеренно спланированные отключения электроэнергии, используемые для распределения недостаточной мощности, когда потребность в электроэнергии превышает предложение.
Операторам длинных линий электропередачи требуется надежная связь для управления энергосистемой и, часто, связанными с ней объектами генерации и распределения. Обнаружение неисправностей защитные реле на каждом конце линии должны обмениваться данными для контроля потока мощности в защищаемый участок линии и из него, чтобы можно было быстро обесточить неисправные проводники или оборудование и сбалансировать система восстановлена. Защита линии передачи от коротких замыканий, и других неисправностей обычно настолько критична, что связь с общей несущей оказывается недостаточно надежной, а в отдаленных районах общая несущая может быть недоступна. Системы связи, связанные с проектом передачи, могут использовать:
Редко и для небольших расстояний коммунальное предприятие будет использовать пилотные провода, проложенные вдоль пути линии передачи. Арендованные каналы от общих операторов связи не являются предпочтительными, поскольку их доступность не контролируется организацией по передаче электроэнергии.
Линии передачи также могут использоваться для передачи данных: это называется несущей линии электропередачи или PLC. Сигналы ПЛК могут быть легко приняты с помощью радио в длинноволновом диапазоне.
Высоковольтные опоры, несущие дополнительный оптоволоконный кабель в Кении. Оптические волокна могут быть включены в многожильные проводники линии передачи, в воздушные экранирующие провода. Эти кабели известны как оптический заземляющий провод (OPGW). Иногда используется автономный кабель, полностью диэлектрический самонесущий (ADSS) кабель, прикрепляемый к поперечине линии передачи.
Некоторые юрисдикции, такие как Миннесота, запрещают компаниям по передаче энергии продавать избыточную полосу пропускания связи или действовать в качестве телекоммуникационного общего оператора связи. Там, где это разрешено регулирующей структурой, коммунальное предприятие может продавать емкость дополнительных темных волокон обычному оператору связи, обеспечивая другой поток доходов.
Некоторые регулирующие органы считают передачу электроэнергии естественной монополией, и во многих странах предпринимаются шаги по отдельному регулированию передачи (см. рынок электроэнергии ).
Испания была первой страной, учредившей региональную передающую организацию. В этой стране операции по передаче и рыночные операции контролируются отдельными компаниями. Оператором системы передачи является Red Eléctrica de España (REE), а оператором оптового рынка электроэнергии - Operador del Mercado Ibérico de Energía - Polo Español, S.A. (OMEL) OMEL Holding | Омел Холдинг. Передающая система Испании взаимосвязана с системами Франции, Португалии и Марокко.
Создание RTO в Соединенных Штатах было стимулировано Приказом 888 FERC «Содействие оптовой конкуренции посредством недискриминационного открытого доступа к услугам по передаче электроэнергии, предоставляемым коммунальными предприятиями»; «Возмещение неокупаемых затрат коммунальными предприятиями и передающими коммунальными предприятиями», выпущенный в 1996 году. В Соединенных Штатах и некоторых частях Канады несколько компаний по передаче электроэнергии работают независимо от генерирующих компаний, но все же есть регионы - юг Соединенных Штатов - где вертикальная интеграция электрическая система исправна. В регионах разделения владельцы передачи и владельцы генерации продолжают взаимодействовать друг с другом как участники рынка с правом голоса в рамках своих RTO. RTO в США регулируются Федеральной комиссией по регулированию энергетики.
Стоимость передачи электроэнергии высокого напряжения (в отличие от затрат на распределение электроэнергии ) сравнительно низка по сравнению со всеми другими затратами, возникающими в счетах потребителя за электроэнергию. В Великобритании затраты на передачу составляют около 0,2 пенса за кВтч по сравнению с поставленной внутренней ценой около 10 пенсов за кВтч.
Исследования показывают, что уровень капитальных затрат на рынке оборудования для передачи и передачи электроэнергии составит 128,9 млрд долларов. в 2011 году.
Торговая передача - это договоренность, при которой третья сторона строит и эксплуатирует линии электропередачи через зону франшизы несвязанного действующего коммунального предприятия.
Действующие коммерческие проекты передачи данных в США включают кабель Cross Sound от Shoreham, New York до New Haven, Connecticut, линия передачи Neptune RTS из Сейревилля, Нью-Джерси, и Path 15 в Калифорнии. Дополнительные проекты находятся в разработке или были предложены на всей территории Соединенных Штатов, включая Лейк-Эри Коннектор, подводную линию электропередачи, предложенную ITC Holdings Corp., соединяющую Онтарио с объектами обслуживания нагрузки в регионе PJM Interconnection.
Там является только одним нерегулируемым или рыночным соединителем в Австралии : Basslink между Тасманией и Викторией. Два звена постоянного тока, изначально реализованные как рыночные межсоединители, Directlink и Murraylink, были преобразованы в регулируемые межсоединители. NEMMCO
Основным препятствием для более широкого внедрения коммерческой передачи данных является сложность определения того, кто получает выгоду от объекта, чтобы получатели платили за проезд. Кроме того, коммерческой линии передачи трудно конкурировать, когда альтернативные линии передачи субсидируются существующими коммунальными предприятиями с монополизированной и регулируемой базой тарифов. В Соединенных Штатах Приказ 1000 FERC, изданный в 2010 году, направлен на снижение барьеров для инвестиций третьих сторон и создания торговых линий электропередачи там, где есть необходимость в государственной политике.
Некоторые крупные исследования, в том числе крупное исследование в Соединенных Штатах, не смогли найти никакой связи между проживанием рядом с линиями электропередач и развитием каких-либо болезней или заболеваний, таких как рак. Исследование 1997 года показало, что неважно, насколько близко вы находитесь к линии электропередачи или подстанции, не было повышенного риска рака или болезни.
Основные научные данные предполагают, что маломощный, низкий -частотное электромагнитное излучение, связанное с бытовыми токами и линиями электропередачи высокой мощности, не представляет краткосрочной или долгосрочной опасности для здоровья. Некоторые исследования, однако, обнаружили статистические корреляции между различными заболеваниями и жизнью или работой вблизи линий электропередач. Не было подтверждено никаких неблагоприятных последствий для здоровья людей, живущих не вблизи линий электропередач.
Комиссия по государственной службе штата Нью-Йорк провела исследование, которое задокументировано в Заключении № 78-13 (опубликовано 19 июня., 1978), чтобы оценить потенциальное воздействие электрических полей на здоровье. Номер дела в исследовании слишком стар, чтобы его можно было перечислить в качестве номера дела в онлайн-базе данных комиссии, DMM, поэтому найти оригинальное исследование может быть сложно. В исследовании было решено использовать напряженность электрического поля, которая была измерена на краю существующей (но недавно построенной) полосы отчуждения на линии электропередачи 765 кВ из Нью-Йорка в Канаду, 1,6 кВ / м, в качестве промежуточного стандартного максимума. электрическое поле на краю любойновой полосы отвода линии электропередачи, построенной в штате Нью-Йорк после выдачи приказа. Мнение также ограничило напряжение всех новых линий электропередачи, построенных в Нью-Йорке, до 345 кВ. 11 сентября 1990 года, после аналогичного исследования напряженности магнитного поля, NYSPSC опубликовал свое временное заявление о политике в отношении магнитных полей. В этом исследовании установлен промежуточный стандарт магнитного поля 200 мГс на краю полосы отвода с использованием нормальных для зимы номиналов проводников. Этот более поздний документ также может быть трудно найти в онлайн-базе данных NYSPSC, поскольку он предшествует онлайн-системе баз данных. По сравнению с повседневными предметами, фен или электрическое одеяло создают магнитное поле от 100 до 500 мГс. Электробритва может выдавать 2,6 кВ / м. В то время как электрические поля могут быть экранированы, магнитные поля не могут быть экранированы, но обычно сводятся к минимуму путем оптимизации расположения каждой фазы цепи в поперечном сечении.
Когда предлагается новая линия передачи, в приложении к в соответствующем регулирующем органе (обычно это комиссия по коммунальным предприятиям) часто проводится анализ уровней электрического и магнитного полей на границе полосы отвода. Эти анализы выполняются коммунальным предприятием или консультантом по электротехнике с использованием программного обеспечения для моделирования. По крайней мере, одна государственная комиссия по коммунальным предприятиям имеет доступ к программному обеспечению, разработанному инженером или инженерами Bonneville Power Administration для анализа электрических и магнитных полей на границе полосы отвода для предлагаемых линий электропередачи. Часто комиссии по коммунальному хозяйству не комментируют какое-либо воздействие на здоровье электрических и магнитных полей и направляют соискателей информации в аффилированный с государством департамент здравоохранения.
Установлены биологические эффекты для острого сильного воздействия магнитных полей, значительно превышающих 100 мкТл (1 G ) (1000 мГ). В жилых помещениях имеются «ограниченные доказательства канцерогенности для людей и менее чем достаточные доказательства канцерогенности у экспериментальных животных», в частности лейкемия у детей, связанная со средним воздействием магнитного поля промышленной частоты выше От 0,3 мкТл (3 мГс) до 0,4 мкТл (4 мГс). Эти уровни превышают средние значения магнитных полей промышленной частоты в жилых домах, которые составляют около 0,07 мкТл (0,7 мГ) в Европе и 0,11 мкТ (1,1 мГс) в Северной Америке.
Естественная напряженность геомагнитного поля Земли меняется в зависимости от поверхность планеты от 0,035 мТл до 0,07 мТл (от 35 мкТл до 70 мкТл или от 350 до 700 мГл), в то время как Международный стандарт для предела непрерывного воздействия установлен на уровне 40 мТл (400000 мГ или 400 G) для населения.
Регулятор роста деревьев и методы борьбы с гербицидами могут использоваться на линиях электропередач, которые могут иметь воздействие на здоровье.
Федеральная комиссия по регулированию энергетики (FERC) является основным регулирующим органом в сфере передачи электроэнергии и оптовых продаж электроэнергии в США. Первоначально она была учреждена Конгрессом в 1920 году как Федеральная энергетическая комиссия и с тех пор претерпела множество изменений в названии и ответственности. То, что не регулируется FERC, в первую очередь распределение электроэнергии и розничная продажа электроэнергии, находится в ведении государственной власти.
Двумя наиболее заметными энергетическими политиками США, влияющими на передачу электроэнергии, являются: Закон об энергетической политике 2005 г..
Приказ № 888, принятый FERC 24 апреля 1996 г., был «разработан для устранения препятствий для конкуренция на оптовом оптовом рынке электроэнергии и обеспечение более эффективной и недорогой электроэнергии для потребителей электроэнергии в стране. Правовой и политический краеугольный камень этих правил заключается в устранении неоправданной дискриминации в доступе к проводам передачи, принадлежащим монополистам, которые определяют, можно ли и кому транспортировать электроэнергию в рамках межгосударственной торговли ». Приказ № 888 требует, чтобы все коммунальные предприятия, которые владеют, контролируют или эксплуатируют объекты, используемые для передачи электроэнергии в рамках межгосударственной торговли, имели недискриминационные тарифы на передачу с открытым доступом. Эти тарифы позволяют любому производителю электроэнергии использовать уже существующие линии электропередач для передачи вырабатываемой электроэнергии. Приказ № 888 также разрешает коммунальным предприятиям возмещать расходы, связанные с предоставлением их линий электропередач в качестве услуги открытого доступа.
Закон об энергетической политике 2005 г. (EPAct), подписанный конгрессом 8 августа 2005 г. расширил федеральные полномочия по регулированию передачи электроэнергии. EPAct возложило на FERC новые важные обязанности, включая, помимо прочего, обеспечение соблюдения стандартов надежности передачи электроэнергии и установление тарифных стимулов для поощрения инвестиций в передачу электроэнергии.
Исторически сложилось так, что органы местного самоуправления осуществляли власть над сетью и имели значительные антистимулы для поощрения действий, которые принесут пользу другим государствам, кроме их собственного. У населенных пунктов с дешевой электроэнергией нет стимулов для упрощения межгосударственной торговли в торговле электроэнергией, поскольку другие регионы смогут конкурировать за местную энергию и повышать тарифы. Например, некоторые регулирующие органы в штате Мэн не желают решать проблемы перегрузки, потому что перегрузка служит для поддержания низких ставок в штате Мэн. Кроме того, громкие местные жители могут блокировать или замедлять выдачу разрешений, указывая на визуальное воздействие, окружающую среду и предполагаемые проблемы со здоровьем. В США генерация растет в четыре раза быстрее, чем передача, но большие модернизации передачи требуют координации нескольких штатов, множества разрешений на блокировку и сотрудничества между значительной частью из 500 компаний, владеющих сетью. С политической точки зрения, управление энергосистемой балканизировано, и даже бывший министр энергетики Билл Ричардсон называет ее энергосистемой третьего мира. В ЕС и США были попытки решить эту проблему. Заинтересованность национальной безопасности США в значительном увеличении пропускной способности стала причиной принятия Закона об энергетике 2005 г., дающего Министерству энергетики право утверждать передачу, если штаты откажутся действовать. Однако вскоре после того, как Министерство энергетики использовало свои полномочия для определения двух коридоров электропередачи национальных интересов, 14 сенаторов подписали письмо, в котором говорилось, что Министерство энергетики ведет себя слишком агрессивно.
В некоторых странах, где электровозы или электрические локомотивы работают от низкочастотного переменного тока, существует отдельная однофазная тяга. электрические сети, эксплуатируемые железными дорогами. Яркими примерами являются страны Европы (включая Австрию, Германию и Швейцарию ), в которых используется более старая технология переменного тока на основе 16 / 3 Гц. (Норвегия и Швеция также используют эту частоту, но используют преобразование от сети общего пользования 50 Гц; в Швеции есть тяговая сеть 16 / 3 Гц, но только для части системы).
Высокотемпературные сверхпроводники (HTS) обещают произвести революцию в распределении энергии, обеспечивая передачу электроэнергии без потерь. Разработка сверхпроводников с температурами перехода выше точки кипения жидкого азота сделала концепцию сверхпроводящих линий электропередач коммерчески осуществимой, по крайней мере, для приложений с высокими нагрузками. Было подсчитано, что с помощью этого метода количество отходов будет уменьшено вдвое, так как необходимое холодильное оборудование потребляло бы примерно половину энергии, сэкономленной за счет устранения большинства резистивных потерь. Некоторые компании, такие как Consolidated Edison и American Superconductor, уже начали коммерческое производство таких систем. В одной гипотетической системе будущего, называемой SuperGrid, затраты на охлаждение будут устранены за счет соединения линии передачи с трубопроводом жидкого водорода.
Сверхпроводящие кабели особенно подходят для областей с высокой плотностью нагрузки, таких как деловой район больших городов, где покупка сервитутов для кабелей будет очень дорогостоящей.
| Местоположение | Длина (км) | Напряжение (кВ) | Мощность (ГВт) | Дата |
|---|---|---|---|---|
| Кэрроллтон, Джорджия | 2000 | |||
| Олбани, Нью-Йорк | 0,35 | 34,5 | 0,048 | 2006 |
| Холбрук, Лонг-Айленд | 0,6 | 138 | 0,574 | 2008 |
| Tres Amigas | 5 | Предложено на2013 год | ||
| Манхэттен: Проект Гидра | Предложено на 2014 год | |||
| Эссен, Германия | 1 | 10 | 0,04 | 2014 |
Однопроводное заземление (SWER) или однопроводное заземление - это однопроводная линия передачи для подачи однофазной электроэнергии в электрическую сеть в отдаленные районы по невысокой цене. Он в основном используется для электрификации сельской местности, но также находит применение для больших нагрузок, таких как водяные насосы. Однопроводное заземление также используется для высоковольтного постоянного тока над подводными силовыми кабелями.
И Никола Тесла, и Хидецугу Яги пытались разработать системы для крупномасштабной беспроводной передачи энергии в конце 1800-х и в начале 1900 г. -х годов., без коммерческого успеха.
В ноябре 2009 года компания LaserMotive выиграла конкурс NASA 2009 Power Beaming Challenge, направив кабельного альпиниста на 1 км вертикально с помощью наземного лазерного передатчика. Система вырабатывала до 1 кВт мощности на приемной стороне. В августе 2010 года НАСА заключило контракт с частными компаниями на разработку систем лазерного излучения для питания спутников на низкой околоземной орбите и для запуска ракет с использованием лазерных лучей.
Беспроводная передача энергии была изучена для передачи энергии от солнечных энергетических спутников на Землю. Матрица высокой мощности из микроволновых или лазерных передатчиков будет передавать мощность на ректенну. Любой проект спутника солнечной энергии сталкивается с серьезными инженерными и экономическими проблемами.
Федеральное правительство Соединенных Штатов признает, что энергосистема уязвима для кибервойны. Министерство внутренней безопасности США работает с промышленностью, чтобы выявлять уязвимости и помогать отрасли повышать безопасность сетей систем управления, федеральное правительство также работает над обеспечением встроенной безопасности по мере того, как в США разрабатываются следующие создание сетей «умных сетей».
В июне 2019 года Россия признала, что «возможно», что ее электрическая сеть находится под кибератакой со стороны США. Состояния. The New York Times сообщила, что американские хакеры из Киберкомандования США установили вредоносное ПО, потенциально способное вывести из строя российскую электрическую сеть.
Энергетический портал  | На Викискладе есть средства массовой информации, связанные с передачей электроэнергии. |
 | Искать электросеть в Викисловаре, бесплатный словарь. |
