Le Powerline Ekibastuz – Kokshetau au Kazakhstan détient le record de la tension de transmission de fonctionnement la plus élevée au monde, dépassant 1 mégavolt. Pourquoi ont-ils choisi de fournir de l'énergie de cette façon?

ÉDITER:

Si une tension plus élevée signifie qu'un fil plus fin peut être utilisé pour la transmission, pourquoi le reste du monde développé ne fonctionne-t-il pas à des transmissions aussi élevées?

La conception des lignes électriques est une question complexe, dans laquelle de nombreuses décisions se superposent.

Le Powerline Ekibastuz – Kokshetau est une construction relativement récente, terminée en 1985. Il y avait deux autres lignes qui en découlaient, l'une vers Moscou qui est maintenant conduite avec 500 kV, l'autre a été démontée.

Il est connecté à une grande centrale électrique construite à peu près au même moment.

Il parcourt une longue distance à travers une zone relativement vide.

On peut supposer qu'il s'agissait du projet prototype de l'idée de la distribution d'électricité sur des zones à peine peuplées de la sphère d'influence soviétique.

Qu'est-ce qui pourrait influencer un fournisseur d'électricité pour construire une ligne électrique de 1MV?

• Construisez une énorme centrale électrique (ce qui n'arrive pas souvent)

• Dans une zone à faible densité de population (peu de gens se plaignent de la construction)

• Ne pas avoir de réseau de distribution en place (uniquement dans le soi-disant 2e monde)

• Besoin d'énergie ailleurs (l'usine d'Ekibastus est de 4 GW, la ligne électrique est de 5 GVA)

Autrement dit, toute autre personne qui pourrait avoir besoin d'une ligne électrique 1MV, a fait construire autre chose avant qu'il ne soit économiquement possible de construire des lignes 1MV. Voir la branche de Moscou de cette ligne particulière fonctionner à 500 kV malgré sa conception pour 1MV en dit long.

Donc, si une ligne électrique de 1MV est reconstruite, elle pourrait d'abord être en Argentine ou au Brésil. Mais seulement s'ils décident de construire d'énormes centrales électriques dans des endroits où la plupart de l'électricité est nécessaire ailleurs.

De plus, la technologie des centrales électriques a beaucoup changé au cours des 20 dernières années. Les petites usines sont plus réalisables, les technologies solaires et éoliennes trouvent leur place. Aujourd'hui, une ville comme Kokshetau obtiendrait une usine de taille moyenne et serait terminée. Les mégaprojets de transport d'électricité ne sont plus nécessaires.

Je suppose que la ligne électrique est la bizarrerie d'un plan quinquennal, vraiment. Si tel est le cas, cela devait être le début d'un système de distribution d'énergie massif pour les parties rurales de la sphère d'influence. Mais avant que d'autres ne puissent être construits, le système s'est effondré.

$I\times V$$I^2\times R$

Je suppose que la ligne électrique est vraiment longue, donc l'utilisation d'une tension plus élevée signifie qu'un fil plus fin peut être utilisé. C'est l'une des principales raisons pour lesquelles AC a remporté les guerres actuelles - à l'époque, il n'y avait pas de moyen facile d'augmenter / de réduire la tension continue.

Fondamentalement, il y a deux facteurs. À mesure que la tension augmente, le courant diminue et les pertes diminuent, ce qui permet des fils plus fins. D'un autre côté, comme la tension augmente, une meilleure isolation est nécessaire partout - les bornes doivent être plus élevées (afin qu'aucune décharge dans le sol ne se produise), la distance entre les fils doit être plus grande et une bien meilleure isolation est nécessaire dans les transformateurs au extrémités de la ligne. Ainsi, l'augmentation de la tension réduit les pertes de transmission et la section des fils, mais induit beaucoup de problèmes avec la haute tension elle-même. C'est pourquoi la tension réelle utilisée est un compromis - suffisamment élevée pour ne pas perdre trop d'énergie sous forme de chaleur et pas trop élevée pour que le système puisse être fabriqué et fonctionner.

Cela arrive quelques années plus tard, mais c'est parce que la situation a changé:

Il existe désormais des lignes de 1 200 kV en Inde et de 1 100 kV en Chine. Dans les deux cas, ils sont utilisés pour transmettre l'énergie des centrales électriques éloignées (souvent hydroélectriques) aux grandes villes telles que Shanghai, en particulier l'hydroélectricité est située là où elles sont construites de manière optimale et qui peuvent être très loin des villes. D'autres centrales électriques peuvent être construites plus près des villes si nécessaire, mais souvent elles peuvent être placées plus loin en raison de la pollution ou comme dans le cas d'Ekibastuz; la centrale électrique jouxte une très grande réserve de charbon. Les grandes centrales nucléaires sont également placées loin des centres de population.

Même s'ils sont soumis à la concurrence du HVDC, un CA très élevé présente certains avantages pratiques qui justifient leur construction. Cette ligne Ekibastuz-Kokshetau a peut-être été un peu un échec si vous comptez le retour des bénéfices car seule une partie de celle-ci a déjà fonctionné à 1150 kV, elle fonctionne maintenant à 500 kV, mais c'était une réalisation scientifique intéressante ...

Comprendre pourquoi il existe une telle tension est simple, si l'on prend soin de ce dont on parle.

Une réponse

$I^2\times R_{wire}$$V\times I$$I$

$V$$V = I\times R$$V^2\over R$

Alors avons-nous fait pire en augmentant la tension ?

$I^2\times R$

• Cela signifie d'abord que le câble, par sa nature, résiste au flux d'électrons. ses électrons aiment être dans un état d'équilibre et n'aiment pas être poussés par de nouveaux entrants
• $I$$F$

Quand on y pense, il n'est pas surprenant que la puissance dissipée soit quadratique. Si vous avez un très gros câble, il serait logique que la puissance dissipée soit linéaire. Vous payez un prix constant pour chaque électron qui entre. Dans un câble plus petit, le câble devient saturé et sa capacité à accepter de nouveaux électrons diminue.

Mettre tous ensemble

Cela dit, il est assez clair quelle est l'erreur du raisonnement naïf: nous utilisions la tension entre la masse et la première extrémité du câble. mais la seule quantité qui a du sens est la tension aux bornes du câble.

Un autre point de vue à ce sujet est que chaque fois que vous parlez d'une tension, vous devez connaître non seulement la quantité de Volt qu'elle a mais aussi les 2 points auxquels elle se réfère. Ils font partie de la définition. En soi, une tension de 10 Volts n'a aucune signification physique. Une tension de 10 Volts entre le point A et le point B, au contraire, a un sens.

Pour en revenir au problème, en augmentant la tension entre le sol et la 1ère extrémité du câble, nous avons besoin d'une intensité plus faible pour transmettre la même quantité d'énergie à quelqu'un d'autre, qui prendra ce courant et le consommera au niveau du sol. .

Conclusion

Cette intensité plus faible donne une énergie dissipée plus faible $I^2\times R = I\times V_2$ dans le câble de résistance $R$, où $V_2 = I\times R$ est la chute de tension aux bornes du câble.

Une manière équivalente de voir cela est qu'elle induira une baisse de tension plus faible entre la centrale et le consommateur.

La limite est que vous devez avoir un équipement spécial. À un extrême, si la tension est trop élevée, l'électron de l'air lui-même sera poussé et une décharge électrique (alias "plasma") sera créée.