Vezetékveszteség (áram)

A vezetékveszteségek az elektromos hálózatban elvesztett villamos energia egy részét képviselik . Lehetnek aktívak vagy passzívak.

A lineáris passzív veszteségek annál is fontosabbak, mivel a hálózat hosszú, mivel a "vezető" anyag (elektromos kábel) ellenáll az elektronok keringésének (kalória formájában bekövetkező veszteség a Joule-effektus miatt ). a feszültség (feszültség) alacsony.

A rövidzárlati veszteségek bizonyos hálózatokban is jelentősek (pl .: elektromos csatlakozó dobozokban stb.), Különösen nedves és sós környezetben (a sós víz jobban vezeti az áramot). Ez az eset után a viharok, amelyek képesek voltak folytatni sószórásos nagy távolságból, és helyezze el a szigetelő (a tartósodronyra a villamosított vasút például), amely lehetővé teszi a szivárgás a föld felé egy jelentős részét az elektromos áramot..

Történelem

A XIX .  Század óta ismert, hogy nagy mennyiségű energiát szállít elektromos áram formájában , de nem nélkülözhető jelentős "vezetékveszteség" nélkül nagy távolságokra.

Ezeket a veszteségeket csökkentette a feszültség ( feszültség ) növelésével egy olyan elv szerint - amelyet Deprez francia mérnök fedezett fel -, miszerint a vezeték vesztesége fordítottan arányos a feszültséggel;

Így Marcel Deprez 1881- ben Párizsban először több mint egy kilométeren (1800 m ) szállított áramot  , a következő évben pedig Münchenben mintegy 50  km-en keresztül . A 1883 , Grenoble importált áram Jarrie - Vizille található mintegy tizenöt kilométerre van, ahol „csak” 6,6% -os veszteséget.

A 1891 , a németek szállították a „teljesítmény 100 CV” -tól Lauffen a Frankfurt (140  km ) és egy sor 16.000 voltos Ekkor építették Olaszország között Paderno Dugnano és Milánó (33  km ).

A 1899 , Estrade csatlakozott St-Georges, Aude, Carcassonne és Narbonne keresztül 20.000 voltos nagyfeszültségű vezeték (több mint körülbelül 100  km ).

A 1908 , a 55.000 voltos vezeték kapcsolódik Orlu ( Pireneusok ) hova Toulouse 155  km , míg az Egyesült Államokban, Niagara Falls volt kötve Buffalo (New York) .

A 1912 , az Egyesült Államokban megduplázódott ez a feszültség egy sort emelt 110,000 volt.

Franciaországban az újjáépítés során 150 000 voltos vezetéket építettek ( 1920-ban ) (a Compagnie des Chemins de fer du Midi hálózaton , majd 220 000 voltos vonalak jelentek meg, mielőtt az 1950-es években 440 000 V-os vonalakkal számoltak volna  . Ebben az időben azt is kimutatták, hogy az egyenáramú vezetékek sokkal kevesebb áramot veszítettek a vonalban. Ilyen vezetékeket hoztak létre Nagy-Britanniában és Svédországban (Svédország szárazföldi része és Gotland szigete között 100  km-nél hosszabb távon). ).

Gazdasági szempontok

A vezetékveszteségeket figyelembe kell venni a kínálat / kínálat egyensúlyban (a vezetékveszteség kompenzálásához szükséges további termelés költsége), a veszteségek felosztása során az "egyenértékű elektromos távolságok" gazdasági és elektromos számításakor , az átvitel költségeiben. villamos energia a határokon átnyúló vagy megosztott hálózatokban.

A veszteségek kiszámítása, modellezés

A matematikai modellek lehetővé teszik a hálózat minden belső csomópontjában keringő áram tényleges mennyiségének értékelését, és a hálózati összefüggésekben elhúzódó vezetékveszteségek és az elektromos hálózatok torlódásainak integrálásával rögzíthetik a háló háló használatának költségeit. összekapcsolások és a verseny előtt történő nyitás összefüggésében .

Franciaországban a vezetékes veszteségek becsült költsége az RTE menedzsere szerint 2007 és 2-2,2%, az elosztóhálózat körülbelül 95% -át üzemeltető ERFA-menedzser szerint 6%. A transzformátorállomások önfogyasztásának és az úgynevezett „nem technikai” veszteségeknek (csalás, emberi hibák stb.) Beleszámítva az áramveszteség Franciaországban a termelés és a fogyasztás között átlagosan 10% körüli.

Hogyan csökkenthető az online veszteség

A felhasznált kábelek egységenkénti ellenállásának csökkentése csökkenti a vezetékveszteségeket. Jó elektromos vezetőképességű fémeket használnak . A réz az összes fém közül a legmagasabb vezetőképességű (60 x 106  S m -1) az ezüst után (drágább, mint a réz), de drága és sűrűbb (9  kg dm -3 ); ezért részesítjük előnyben az alumíniumot a felsővezetékeknél. 2,7 kg dm −3 sűrűségű  és 38 × 10 6  S m -1 vezetőképességű alumíniumkábel, amelynek átmérője 25% -kal nagyobb, mint a rézkábelé, azonos elektromos ellenállással rendelkezik, miközben kétszer könnyebb. Acél mag biztosítja a kábel mechanikai ellenállását. A kábeleket szorozni növelése helyett inkább az átmérője túl mintegy húsz milliméter miatt bőr hatás .

A termelés helyéhez való lehető legközelebb eső fogyasztás és a lehető legközelebb eső termelés a fogyasztási helyekhez is az online veszteségek jelentőségének csökkentését jelenti; a szennyezés és az ipari kockázatok azonban ellenzik ezt az egyesülést, ha nagy termelési egységekről van szó, míg a kis egységek termelése mindig alacsonyabb, ami megsemmisíti a vezetékveszteség csökkenését. A villamos energia elkerülése a hőtermelés szempontjából nyilvánvaló intézkedésnek tűnik, a hő villamos energiává történő átalakítása és ennek szállítása sokkal nagyobb veszteségeket okoz, mint az üzemanyag-szállításé.

Számos megoldás is lehetséges:

Tét

Ez különösen kevesebb villamos energia pazarlását jelenti (így a megtermelt villamos energia 8–15% -a elveszhet nagyon hosszú vonalakon). Néha megakadályozhatja a vezeték meghibásodását, vagy ami még rosszabb, az elektromos hálózat lépcsőzetes összeomlását. A szivárgás vagy rövidzárlat miatt bekövetkező veszteségek a balesetek kockázatát is kiteszik, amelyeket az üzemeltetők korlátozni kívánnak.

Megjegyzések és hivatkozások

  1. Yannick Phulpin, Martin Hennebel, Sophie Plumel (2005), A villamos energia nyomon követhetősége: méltányos módszer az átviteli költségek felosztására , Proceedings of the EF…, Electrotechnique du Futur , Grenoble, 2005. szeptember 6., hal .archives -ouvert. fr és összefoglaló
  2. Germaine Veyret-Verner , "A  haderő szállítása és következményei az ipari földrajzban  ", Revue de géographie alpine , vol.  43, n o  1,1955, P.  97–121 ( DOI  10.3406 / rga.1955.1167 , online olvasás )
  3. S. Stoft, „Power Systems Economics”, IEEE / Wiley, ( ISBN  0-471-15040-1 ) , 2002. február
  4. AJ Conejo, JM Arroyo, N. Alguacil, L. Guijarro, „Átviteli veszteség allokáció: a különböző gyakorlati algoritmusok összehasonlítása”, IEEE Trans. Power Syst., Vol. 17. o.  571-576 , 2002
  5. Jacques Percebois, „  Nyitás a verseny és a hálózati ipar szabályozása előtt: a gáz és az áram esete. Néhány tanulság az európai tapasztalatokból ”; Közgazdaság / Közgazdaságtan [Online], 12 | 2003/1, kiküldve 2006. január 3-án, konzultáció 2012. október 15-én. URL: http://economiepublique.revues.org/348  ; ( ISBN  2-8041-3945-X )
  6. "  Villamos energia: mekkora a vezetékveszteség Franciaországban?"  », Az energiák ismerete ,2014. május 20( online olvasás , konzultáció 2018. szeptember 9 - én )
  7. Alstom szállítja a 1 st  hálózati transzformátor HVDC 800 kV alstom.com, október 2015
  8. H Huang és mtsai. (Siemens, 2007), UHV 1200 kv váltóáramú átvitel , áramátadás és elosztás, Gridtech 2007,
  9. Holaus Walter; Stucki Fredi (2008); "  Guardhouse: Nagyon nagyfeszültségű kapcsolóberendezések védik Kínát  " ABB Review ( ISSN  1013-3127 ) 2008, no4 , p.  20–24 [5 oldal (cikk)] ( Inist / CNRS összefoglaló ).
  10. arrester dolgozik a pilon alapjairól

Lásd is

Kapcsolódó cikkek

Videográfia

Bibliográfia