Анализ технических потерь и критической длины линий электропередачи постоянного и переменного тока
DOI:
https://doi.org/10.34031/ES.2026.1.03Ключевые слова:
передача постоянного тока, ЛЭП переменного тока, технические потери, критическая длина, класс напряжения, преобразовательная подстанция, реактивная мощность, управляемостьАннотация
В работе выполнен анализ потерь в линиях электропередачи (ЛЭП) постоянного и переменного тока. Показано, что в передачи постоянного тока (ППТ) потери на 1000 км составляют 3,0–3,5%, что в 2-5 раз ниже потерь ЛЭП переменного тока, которые в зависимости от класса напряжения равны 12-13,5 % (500 кВ), 15-20 % (750 кВ) и 7-10 % (1150 кВ). С учётом потерь на двух преобразовательных подстанциях (0,6-1 % каждая) суммарные потери ППТ на 2000 км не превышают 9%, тогда как для ЛЭП 750 кВ на той же длине они достигают 30–40%. Определена критическая длина, при которой капитальные затраты сравниваются, для мощностей 300–5000 МВт, она составляет 600–1000 км, снижаясь до 400–500 км при мощности свыше 5000 МВт. Сформулированы области применения, переменный ток предпочтителен для воздушных линий до 600 км и мощностью до 500 МВт, а ППТ при длинах свыше 700 км или мощности более 3000 МВт, а также для кабельных линий сверхвысокого напряжения длиннее 50 км и несинхронного объединения энергосистем (50/60 Гц). Отмечены дополнительные преимущества ППТ, управляемость, локализация аварий, экологичность и недостатки, ограничения высокая стоимость подстанций, потребление реактивной мощности, гармоники.
Библиографические ссылки
[ГОСТ Р 7.0.5-2008]
1. Шклярский Я.Э., Соловьев С.В., Барданов А.И. Перевод трехпроводной линии электропередач среднего напряжения на постоянный ток // Известия Тульского госу-дарственного университета. Технические науки. – 2017. – № 5. – С. 353-361.
EDN: ZBCKTR (https://elibrary.ru/zbcktr).
2. Осыка М., Никишин А.Ю. Современные линии постоянного тока и перспективы применения технологии для связи энергосистем Северо-запада и Калининградской области в условиях её возможной автономной работы // Вестник молодежной науки. – 2019. – № 5(22). – С. 27.
EDN: MJONNX (https://elibrary.ru/mjonnx).
3. Суслова О.В. Современное состояние технологии электропередач постоянным током и расширение областей их применения в мировой электроэнергетике (по материалам 45-й сессии СИГРЭ) // Известия НТЦ Единой энергетической системы. – 2014. – № 2(71). – С. 154-162.
EDN: TDVEGB (https://elibrary.ru/tdvegb).
4. Гольдштейн М.Е., Корбуков Н.В. Математическая модель длительных режимов передачи постоянного тока на базе преобразователя напряжения // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика. – 2012. – № 37 (296). – С. 126-128.
EDN: PIMBBH (https://elibrary.ru/pimbbh).
5. Ибрагим М., Пантелеев В.И. Стратегии управления электротехническим комплексом высоковольтных линий электропередачи постоянного тока // Журнал Сибирского Федерального Университета. Техника и технологии. – 2023. – Т. 16. – № 2. – С. 120-137.
EDN: ZAQIRS (https://elibrary.ru/zaqirs).
6. Герасимов А.С., Кощеев Л.А., Лисицын А.А. Использование передачи постоянного тока в электроэнергетике // Энергия единой сети. – 2017. – № 6 (35). – С. 42.
EDN: ZWNNHJ (https://elibrary.ru/zwnnhj).
7. Никульшин А.В., Кунтуш Е.В. Перспективы внедрения технологий HVDC в энергосистему Казахстана на основе международного опыта // Вестник Карагандинского государственного индустриального университета. – 2025. – Т. 49. – № 2. – С. 95-102.
EDN: MMYPPT (https://elibrary.ru/mmyppt).
DOI: https://doi.org/10.53002/041.
8. Суслова О.В. Тенденции развития и применения технологий передачи электроэнергии постоянным током: мировой и отечественный опыт // Энергоэксперт. – 2019. – № 4. – С. 32-42.
EDN: YMHKBW (https://elibrary.ru/ymhkbw).
9. Фонов В.П., Лещинская Т.Б. Оценка эффективности применения постоянного тока в распределительных сетях 0.4, 10, 35 кВ // Мониторинг. Наука и технологии. – 2017. – № 4. – С. 86-89.
EDN: YKURQX (https://elibrary.ru/ykurqx).
10. Суслова О.В., Шульга Р.Н. Технико-экономические характеристики преобразовательных подстанций для электропередач и вставок постоянного тока //Известия НТЦ Единой энергетической системы. – 2017. – № 76. – С. 125-139.
EDN: YPZKKF (https://elibrary.ru/ypzkkf).
11. Суслова О.В., Травин Л.В. Тенденции развития технологий передачи электроэнергии постоянным током (по материалам международного коллоквиума 2017 СИГРЭ A3, B4 и D1) // Энергия единой сети. – 2018. – № 1. – С. 48-58.
EDN: YQAOUW (https://elibrary.ru/yqaouw).
[References, APA (7th ed.)]
1. Shklyarsky, Ya. E., Solovyev, S. V., & Bardanov, A. I. (2017). Translation of a three-phase transmission line of medium voltage to a direct current. Izvestiya Tulskogo gosudarstvennogo universiteta. Tekhnicheskie nauki, 5, 353-361. [In Russian]
2. Osyka, M., & Nikishin, A. Yu. (2019). Modern dc lines and prospects for application of technology for communication of power systems of the North-west and Kaliningrad Region in the conditions of its possible autonomous work. Vestnik molodezhnoy nauki, 5(22), 27. [In Russian]
3. Suslova, O. V. (2014). State-of-the-art of hvdc power transmissions and development of their application in the global power industry (Review of 45th CIGRE session reports). Izvestiya NTTs Edinoy energeticheskoy sistemy, 2(71), 154-162. [In Russian]
4. Goldshtein, M. E., & Korbukov, N. V. (2012). Mathematical model of vsc-hvdc transmission for steady state operation. Bulletin of South Ural State University. Series: Power engineering, 37(296), 126-128. [In Russian]
5. Ibragim, M., & Panteleev, V. I. (2023). Control strategies of the electrical complex of high-voltage electricity transmission lines of the direct current. Journal of Siberian Federal University. Engineering and technologies, 16(2), 120-137. [In Russian]
6. Gerasimov, A. S., Koshcheev, L. A., & Lisitsyn, A. A. (2017). Ispol'zovanie peredachi postoyannogo toka v elektroenergetike [Use of HVDC transmission in electric power industry]. Energiya edinoy seti, 6(35), 42. [In Russian]
7. Nikulshin, A. V., & Kuntush, E. V. (2025). Perspektivy vnedreniya tekhnologiy HVDC v energosistemu Kazakhstana na osnove mezhdunarodnogo opyta [Prospects for implementing HVDC technologies into the power system of Kazakhstan based on international experience]. Bulletin of the Karaganda State Industrial University, 49(2), 95-102. https://doi.org/10.53002/041 [In Russian]
8. Suslova, O. V. (2019). Tendentsii razvitiya i primeneniya tekhnologiy peredachi elektroenergii postoyannym tokom: mirovoy i otechestvennyy opyt [Trends in development and application of HVDC power transmission technologies: global and domestic experience]. Energoekspert, 4, 32-42. [In Russian]
9. Fonov, V. P., & Leshchinskaya, T.B. (2017). Evaluation of the efficiency of direct current application in distribution grids 0.4, 10, 35 kV. Мonitoring. Science & technologies, 4, 86-89. [In Russian]
10. Suslova, O. V., & Shulga, R. N. (2017). Technical and economic features of HVDC converter substations. Izvestiya NTTs Edinoy energeticheskoy sistemy, 76, 125-139. [In Russian]
11. Suslova, O. V., & Travin, L. V. (2018). Tendentsii razvitiya tekhnologiy peredachi elektroenergii postoyannym tokom (po materialam mezhdunarodnogo kollokviuma 2017 SIGRE A3, B4 i D1) [Trends in development of HVDC power transmission technologies (based on the materials of the 2017 CIGRE Colloquium A3, B4 and D1)]. Energiya edinoy seti, 1, 48-58. [In Russian]
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
URN
Лицензия
Copyright (c) 2026 Жилин Евгений Витальевич
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
