תחומי יישום של רשתות מסוגים ומתחים שונים
רשתות חשמל מיועדות להולכה והפצה של אנרגיה חשמלית ממקורות למקלטי חשמל. הם מאפשרים להעביר כמויות גדולות של אנרגיה למרחקים ארוכים עם הפסדים נמוכים, וזה אחד היתרונות העיקריים של אנרגיה חשמלית בהשוואה לסוגי אנרגיה אחרים.
רשתות חשמל הן חלק בלתי נפרד ממערכות חשמל ומתקנים לכל מטרה בתעשייה ובחקלאות.
ההעברה הראשונית של אנרגיה חשמלית נעשתה בזרם ישר. הניסויים הראשונים, שעדיין אינם בעלי חשיבות מעשית, מתוארכים לשנים 1873 — 1874 (מהנדס צרפתי פונטיין (1873 — 1 ק"מ) ומהנדס צבאי רוסי פירוצקי (1874 — 1 ק"מ).
לימוד חוקי היסוד בהולכת חשמל החל בצרפת וברוסיה בו זמנית ובאופן עצמאי (M. Depré — 1880 ו-D. A. Lachinov — 1880). כן.Lachynov במגזין "חשמל" פרסם מאמר "עבודה אלקטרומכנית", שבו הוא בוחן תיאורטית את הקשר בין הפרמטרים העיקריים של קו החשמל ומציע להגביר את היעילות. עלייה במתח; 2 קילו וולט מועבר למרחק של 57 ק"מ (מייסבך - מינכן).
בשנת 1889 M.O. דוליבו-דוברובולסקי יצרה מערכת תלת פאזית מחוברת, המציאה גנרטור תלת פאזי ומנוע אסינכרוני. בשנת 1891 לראשונה בעולם שידור זרם חילופין תלת פאזי בוצע על פני מרחק של 170 ק"מ. כך נפתרה הבעיה העיקרית של המאה ה-19 - ייצור ריכוזי של חשמל והולכתו למרחקים ארוכים.
משנת 1896 עד 1914, הקדמה תעשייתית של קווי חשמל למרחקים ארוכים, עלייה בפרמטרים שלהם, התמחות רשתות, יצירת רשתות מקומיות מסועפות, הופעת מערכות חשמל:
1896 - ברוסיה הופיע במכרה פבלובסק בסיביר קו ההולכה התלת-פאזי הראשון של 10 קילוואט באורך של 13 ק"מ והספק של 1000 קילוואט.
1900 - מערכת חשמל המחברת שתי תחנות נוצרה בבאקו: עבור קו תמסורת כבלים של 36.5 ו-11 אלף קילוואט -20 קילוואט.
1914 - הופעל קו חשמל באורך 76 ק"מ של 12,000 קילוואט מתחנת הכוח האזורית Elektroperachaya למוסקבה.
יש לציין כי למרות העובדה שרוסיה הייתה מדינה מתקדמת בפיתוח העקרונות והשיטות של העברת אנרגיה וחלוקת אנרגיה, עד שנת 1913 היו לה רק 325 ק"מ של רשתות 3-35 קילוואט והיא דורגה במקום ה-15 מבחינת ייצור חשמל, זה נחות אפילו משוויץ...
1920 -1940- שלב הפיתוח הכמותי המהיר, הבטחת תיעוש הארץ ובניית בסיס תעשייתי, וכן שימוש מעשי בחשמל וברשתות חשמל.
1922 - קו ההולכה הראשון של 110 קילוואט ברוסיה באורך של 120 ק"מ (קשירה - מוסקבה) הופעל.
1932 - תחילת הפעילות של רשת 154 קילו וולט של מערכת האנרגיה של הדנייפר.
1933 - נבנה קו החשמל הראשון - 229 קילו וולט לנינגרד - סביר.
1945 - עד היום - פיתוח מתחים עד מיליון ומעלה B, הרחבת מערכות חשמל, יצירת קשרים, הפצה רחבה של חשמל במתקנים צבאיים:
1950 - נבנה קו חשמל ניסיוני - תעשייתי - 200 קילו וולט DC (קשירה - מוסקבה).
1956 - קו ההולכה הראשון בעולם של 400 קילוואט מהוולגה HPP למוסקבה הופעל.
1961 - קו ההולכה הראשון בעולם של 500 קילו וולט (Volga HPP - מוסקבה) מחבר את מערכות החשמל של המרכז, הוולגה התיכונה והתחתונה והאורל.
1962 - קו מתח של 800 קילו וולט לזרם ישר (Volgogradenergo - Donbass) הופעל.
1967- קו הולכה -750 קילו וולט Konakovo - מוסקבה בהספק של עד 1250 MW הופעל, ובשנות ה-70 נבנה קו תמסורת 750 קילו וולט (Konakovo - לנינגרד).
מהשנים הראשונות הלך התפתחות תעשיית החשמל בנתיב של יצירת מערכות חשמל, שכללו תחנות כוח המחוברות בקווי הולכה במתח גבוה להפעלה מקבילה. בניית קו הולכה של 500 קילו וולט מהוולגה HPP למוסקבה ולאורל סימנה את תחילת היווצרותה של מערכת האנרגיה המאוחדת של החלק האירופי של רוסיה (EEES).
אורך קווי החשמל גדל כל הזמן ומתפתחים מתחים גבוהים יותר מאשר מחלקות 1125 kV AC ו- 1500 kV DC. עד תחילת שנות ה-80 עלה האורך הכולל של הרשתות בארץ על 4 מיליון ק"מ.
כיום, במתקנים חשמליים במתח של עד 1 קילוואט, רשתות במתח של 380/220 וולט נמצאות בשימוש נרחב ביותר. עם מתח זה ניתן להעביר הספק של עד 100 קילוואט למרחק של 200 מ'.
מתח 660/380 V משמש ברשתות אספקה של עצמים עם מקלטים חזקים. במתח זה, ההספק המועבר הוא 200 ... 300 קילוואט במרחק של עד 250 מ'.
מתחים של 6 ו-10 קילוואט נמצאים בשימוש נרחב בקווי אספקה עיליים וכבלים ברוב האתרים בהספק של עד 1000 קילוואט עם אורך קו של עד 15 ק"מ.
למתח הנומינלי של 20 קילו-וולט יש חלוקה מוגבלת (רק הרשתות של אזור פסקוב).
מתחים של 35 ... 220 קילו וולט משמשים בעיקר בקווים עיליים המספקים חפצים ממערכת החשמל של המדינה עם הספק של יותר מ-1000 קילוואט ואורך קו של יותר מ-15 ק"מ. הם מאפשרים העברת כוח של 10 … 150 MW בהתאמה למרחקים של 200 … 500 ק"מ.מתחים גבוהים מ-220 קילו וולט עדיין אינם בשימוש ברשתות של מתקנים צבאיים.
בתחום הקמה והפעלה של קווי מתח אולטרה-גבוהים, ארצנו נמצאת כבר שנים רבות במקום הראשון בעולם.
כלולים קווי מתח של Ekibastuz-Center 1500 kV DC באורך של 2414 ק"מ וקו מתח AC 1150 kV AC, סיביר-קזחסטן-אורל באורך של 2700 ק"מ פעולה.
על שטח הפדרציה הרוסית נוצרות שתי מערכות עם מתח גבוה ואולטרה-גבוה: 110 ... 330 ... 750 קילו וולט לאזור המערבי של המדינה ו- 110 ... 220 ... 500 קילו וולט עם עוד פיתוח המערכת האחרונה עם מתח של 750 ו- 1150 קילו וולט לאזור המרכזי של המדינה וסיביר.
הטווח הכלכלי של המתחים הנומינליים בהתאם לאורך הקו וההספק הפעיל המועבר דרכו מוצג באיור.
טווחים כלכליים של מתחים נומינליים א) עבור מתחים 20 ... 150 קילו וולט; ב) עבור מתחים 220 ... 750 קילו וולט.
עם זאת, נכון לעכשיו, בשל העובדה שהרפובליקה של קזחסטן הפכה למדינה עצמאית, חלק מהתקשורת הבין-מערכתית, כלומר מרכז אסיה-סיביר, מופסק ואנרגיה אינה מועברת דרך חלק זה של הרשת.
I. I. Meshteryakov