08-18-2022

凯旋官网下载app1369-凯旋官网下载app1369v3.5.6最新版-apple app store-凯旋门排行榜的输电网络-电网的骨干

能源的文章

这是我的系列文章的第二篇 电网现代化建设. 第一篇文章回顾了电网的组成部分以及每个组成部分未来投资的驱动因素. 这篇文章的重点是传输网络——它是什么, 它的作用, 以及它是如何设计的, 构造, 操作, 和监管. 它确实是电网的支柱,代表着我国关键基础设施的一个主要和高度可见的组成部分.

最近通过的两党基础设施法, 650亿美元投入电网, 已经重新强调了国家庞大的输电网络,并将为未来几十年的重大扩张和现代化铺平道路. 对于准备支持这一努力的行业来说,有大量的机会, 同时也令人兴奋, 为新科学家提供高薪工作, 工程师, 建筑工人, 以及高压线路工人. 身处一个对凯旋官网下载app1369-凯旋官网下载app1369v3.5.6最新版-apple app store-凯旋门排行榜未来如此重要的行业,这是多么令人兴奋的时刻啊!

输电网络是我国电网的骨干. 它在非常高的电压下工作(通常为69千伏至765千伏), 与配电级电压(通常为5KV至25KV)相比,允许更大的电流通过电线。. 这些线, 或导体, 是由长绝缘子串支撑的吗, 通常由大型, 晶格, 或极式结构. 大多数传输线位于地面之上, 在未开发的土地上或沿着主要公路进行长距离跑步. 越来越多地, 在可能的情况下, 输电线路被埋在地下, 随着海上风力发电的出现, 海底.

全美大约有16万英里的输电线路. 这些线(在附近的图中用蓝色表示)连接了全国较大的发电机组和大型变电站, 电压在哪里改变了, 或“下台,,通过大型电力变压器输送到较低的配电级电压.

输电线路的所有权和维护通常是当地电力公司的责任, 直辖市, 或者农村合作社,那里有线路. 线路下方的土地要么完全归电力公司所有,要么通过长期的“路权”协议从私人业主那里租赁. 大型公用事业公司通常需要一个房地产行政和法律专家团队来管理大量的物业和大量的ROW合同, 有些可以追溯到100多年前.

政府对输电网络的监管包括国家公用事业管理当局和选址委员会, 以及联邦能源管理委员会(FERC)和北美电力可靠性公司(NERC)等联邦机构. NERC实际上是一个国际性的非营利性监管机构,最初成立于1968年的国家电力可靠性委员会(National Electric Reliability Council),是1965年美国东北部和加拿大大规模停电的结果, 这影响了大约3000万人. 其他的变化, 包括公司, 是在更严重的2003年东北大停电之后. NERC由美国FERC以及加拿大和墨西哥的其他政府机构监督.

美国和加拿大电网实际上是由四个独立的同步“互联”组成的——东部电网, 西方, 德州ERCOT, 和魁北克省互联. 在每一个网格中, 所有发电机同步,并以相同的交流电(AC)频率运行, 或“打,用音乐做类比. 四个网格的工作频率都是相同的60赫兹, 但由于他们的“节拍”彼此不合拍, 它们不容易连接起来,在它们之间传输电力. 这只能通过相对少数的高压直流(HVDC)输电线路来实现,这些线路两端都有AC/DC转换器. 这允许少量的电力在不同的互连之间转移.

在每个互连, 必须不断地管理发电量以匹配系统负载, 也称为负载均衡. 负责维持这种平衡的组织, 同时管理市场,补偿向电网提供电力的公司/组织, 被称为区域传输组织(RTOs)和独立系统运营商(iso). rto和iso之间的具体区别, 以及其他相关实体的责任,如区域可靠性委员会, 是否超出了本文的范围.

输电工程施工和维修工作有几个特点, 综合考虑时, 为项目设计和管理带来了独特的挑战. 典型的输电工作规模非常大. 塔通常有80到120英尺高. 导线和辅助设备比从地面看要大得多. 这一工程所需的工具和设备也非常重要. 它们需要专门的工人,这些工人不仅熟悉提高和拉紧电线所涉及的巨大机械力,而且还接受过针对高压工作特有的电气危害的培训. 高压线路工人通常需要至少5年的在职培训,才能完全胜任他们的工作, 当大型项目出现或大风暴对系统造成广泛破坏时,它们就会成为热门商品. 

输电项目也可以覆盖很大的地理区域, 经常跨越多个城镇边界, 国家的边界, 有时甚至是国家边界. 线路通常是通过难以到达的地区的越野路线, 通常需要修建临时道路,以便重型建筑设备到达工地.

输电工程的规划和设计通常需要获得多个当地的批准和许可, 状态, 和联邦实体, 以及核实或确保适当的不动产权利. 利益攸关方外联(媒体公告, 公众听证会, 和项目“开放日”信息会议)也是必要的,以解决当地的关注在建设之前. 线路和结构设计必须考虑许多因素, 包括场地地势及标高, 道路和其他公用设施的清理, 土壤类型, 湿地, 以及未来对每个结构的访问. 机械方面的考虑包括设计合适的冰和风荷载在电线上,以及适当的支撑,以确保结构保持直线和垂直,当外界力量冲击电线. 电气方面的考虑包括防雷, 足够的系统接地, 以及导体的适当选择和尺寸,以处理正常和偶然负载. 当导体携带大量电流时,它们会升温并膨胀,导致电线下垂. 为此计划是至关重要的,以确保电线不会低到违反允许的间隙以下任何东西. 在构建阶段, 与当地城镇官员广泛协调, 警察负责公共安全和交通管制, 传输操作, 负责变电站和线路两端保护方案的当地电力公司对确保项目如期进行和保障工人安全都至关重要.

凯旋官网下载app1369-凯旋官网下载app1369v3.5.6最新版-apple app store-凯旋门排行榜的传动设计团队一直在为1.6英里长的大河电力公司(BREC) 138kV电压 & 亨德森附近的69kV高压输电线路, KY, 搬迁和升级两条现有输电线路,为69号州际公路的新路段让路. 像许多类似的项目一样,新的建设有多重好处. 它不仅将为一条重要的新高速公路和俄亥俄河上的一座相关桥梁让路, 但新线路也将按照更高的弹性标准建造——这是帮助供应300条以上的线路非常重要的考虑因素,在这个地区有000个客户. 除了额外的身高, 新的电杆(由钢铁而不是木头制成)可以更好地承受大风和在线路上积累的巨大重量的冰. 当真正灾难性的情况发生时,这些新的极点也更容易修复. 最后, 当需要更多容量时,一组新结构的构建方式允许未来添加额外的电路,而无需进行重大的重新设计. 凯旋官网下载app1369-凯旋官网下载app1369v3.5.6最新版-apple app store-凯旋门排行榜的团队将继续参与到项目建设的各个阶段. 该项目计划于2023年秋季完工.

这样的项目, 还有很多要大得多, 由于可靠性和弹性预期的增加,近来是否变得越来越多, 加上更大比例的网格接近或超过设计寿命. 现在看来,很明显,在凯旋官网下载app1369-凯旋官网下载app1369v3.5.6最新版-apple app store-凯旋门排行榜家门口有一个额外的巨大投资传输工作, 随着有关提高可再生能源大规模集成电网能力的努力继续加快. 在下一篇文章中, 我将深入研究可再生能源整合的挑战及其带来的巨大机遇. 正如我在本文开头所提到的, 身处一个对凯旋官网下载app1369-凯旋官网下载app1369v3.5.6最新版-apple app store-凯旋门排行榜未来如此重要的行业,这是多么令人兴奋的时刻啊!

关于作者

唐·凯恩是一名专业工程师,在大型配电规划和运营方面有34年的经验, 投资者拥有的工具. 他专门研究系统建模, 预测, 可靠性的改进, 和一般电网现代化. 唐目前是环境与能源集团的高级工程师.

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