header-logo2.png FindHouse

تاریخچه توزیع نیروی برق

تاریخچه توزیع نیروی برق
در سال‌های آغازین استفاده از انرژی الکتریکی، ژنراتورهای جریان مستقیم DC با همان ولتاژ تولیدی به مصرف‌کننده‌ها متصل شده بودند و به این صورت تولید و انتقال برق با یک ولتاژ انجام می‌گرفت، چراکه هیچ راهی برای تغییر ولتاژ DC به‌جز تغییر ژنراتورها وجود نداشت.

تاریخچه توزیع نیروی برق

ازآنجایی‌که لامپ‌های التهابی آن زمان تنها در ولتاژ ۱۰۰ ولت قابل‌استفاده بوده‌اند تنها راه ممکن تولید برق با این ولتاژ بود. همچنین در ولتاژ پایین نیاز به عایق‌کاری زیاد برای حفظ ایمنی نبود و به این صورت تولید و انتقال با ولتاژ ۱۰۰ ولت صورت می‌گرفت که موجب به وجود آمدن تلفات قابل‌توجه در طول خطوط می‌شد.

از همان ابتدا استفاده از مس به‌عنوان یک هادی بسیار معمول بود و این به دلیل هدایت الکتریکی و قیمت نسبتاً مناسب مس (امروزه با بالا رفتن قیمت مس از صرفه اقتصادی این فلز کاسته شده) نسبت به دیگر فلزات است. برای کاهش دادن جریان و درنتیجه کاهش میزان مصرف مس باید از ولتاژهای بالاتر در طول خطوط استفاده کرد. اما همان‌طور که گفته شد، هیچ روش قابل‌استفاده‌ای برای تغییر ولتاژDC موجود در آن زمان وجود نداشت،بنابراین سیستم DC ادیسون به کابل های ضخیم و ژنراتورهای محلی نیاز داشت.  

پذیرش جریان الکتریکی متناوبAC با تغییرات بنیادی درزمینه برق همراه شد، چراکه ترانسفورماتورهای الکتریکی می‌توانستند ولتاژ را تغییر دهند و این، امکان افزایش طول خطوط انتقال فراهم را می‌کرد. با افزایش ولتاژ در طول خطوط، جریان الکتریکی کاهش‌یافته و بدین‌صورت، نیاز به استفاده از کابل‌های با سطح مقطع بالا و مولدهای محلی برطرف می‌شد و در این صورت همچنین امکان تولید انرژی الکتریکی در فواصل دور از مصرف‌کننده‌ها نیز فراهم می‌شد.

با استفاده از نیروگاه‌های چند برابر بزرگ‌تر که به منطقه بزرگی اتصال داده‌شده بودند، قیمت تمام‌شده تولید برق کاهش یافت و امکان استفاده از نیروگاه‌های باراندمان بالاتر فراهم شد که می‌توانستند بارهای مختلف را تغذیه کنند. همچنین بدین ترتیب ثبات تولید برق افزایش پیدا کرد و هزینه سرمایه‌گذاری در این بخش کاهش یافت و درنهایت امکان استفاده از منابع انرژی دورافتاده مثل نیروگاه‌های هیدروالکتریک و یا زغال‌سنگ معادن دوردست، بدون نیاز به پرداخت هزینه حمل‌ونقل سوخت‌ها فراهم شد

در خطوط انتقال ابتدایی از مقره‌های«pin-and-sleeve» استفاده می‌شد. این مقره‌ها شبیه مقره‌هایی هستند که امروزه برای خطوط تلفن هوایی مورداستفاده قرار می‌گیرد. استفاده از این مقره‌ها دارای محدودیت بود چراکه تا ولتاژ ۴۰ کیلوولت قابل‌استفاده بودند. در سال ۱۹۰۷ ابداع مقره‌های بشقابی به‌وسیله هارولد باک(Harold W. Buck) از شرکت«Niagara Falls Power» امکان استفاده از مقره‌ها در ولتاژهای بالاتر را هم فراهم آورد به‌طوری‌که اولین خط انتقال برای مقادیر بالای انرژی الکتریکی در ایالات‌متحده بین نیروگاه هیدروالکتریک آبشار نیاگارا و «بافالو» در نیویورک به وجود آمد. هم‌اکنون تندیس نیکولا تسلا برای قدردانی از همکاری او درراه انتقال انرژی الکتریکی در کنار آبشار نیاگارا قرار دارد.

در طول قرن بیستم ولتاژ انتقال رفته‌رفته افزایش یافت. در سال ۱۹۱۴ پنجاه پنج خط انتقال با ولتاژ بیش از ۷۰ کیلوولت در حال استفاده بودند که در این میان بیشترین ولتاژ انتقال ۱۵۰ کیلوولت بود. اولین خط انتقال سه فاز نیز با ولتاژ ۱۱۰ کیلو در آلمان بین لاچهامر و ریزا در سال ۱۹۱۲ راه‌اندازی شد. در هفدهم آوریل ۱۹۲۹ اولین خط انتقال ۲۲۰ کیلوولت در آلمان به بهره‌برداری رسید که در مسیرش از نزدیکی چهار شهر عبور می‌کرد. در این خط دکل‌ها برای افزایش ولتاژ احتمالی تا ۳۸۰ کیلوولت ساخته‌شده بودند. اولین خط انتقال ۳۸۰ کیلوولت در سال ۱۹۵۷ ساخته شد، ده سال بعد یعنی در سال ۱۹۶۷ اولین خط انتقال با ولتاژ بسیار بالای ۷۳۵ کیلوولت ساخته شد.  درنهایتدر سال ۱۹۸۲ در اتحاد جماهیر شوروی خط انتقالی با ولتاژ ۱۲۰۰ کیلوولت ساخته شد؛ این ولتاژ بیشترین ولتاژ مورداستفاده قرارگرفته در خطوط انتقال در جهان است. علت استفاده از چنین ولتاژ در شوروی پهناور بودن این کشور نسبت به تراکم شهرها بود.

شتاب بالای صنعتی شدن در قرن بیستم به‌سرعت انرژی الکتریکی را به یکی از زیربناهای مهم اقتصادی در کشورهای صنعتی بدل کرد. بدین گونه ژنراتورهای محلی و شبکه‌های کوچک توزیع به‌سرعت جایخود را به شبکه‌های بزرگ تولید و انتقال انرژی دادند. با آغاز جنگ جهانی اول به‌شتاب این تغییرات افزوده‌شده و دولت‌ها به‌سرعت شروع به ساخت نیروگاه‌های بزرگ برای تولید انرژی الکتریکی موردنیاز در کارخانه‌های اسلحه‌سازی کردند. بعدها از این نیروگاه‌ها برای تغذیه مصرف‌کننده‌های شهری استفاده شد

 

منبع: saa.ir

مقالات مرتبط

نسل جدید نیروگاه‌های هسته‌ای کوچک، ایمن، کم‌هزینه
مقالات نیروکالا

نسل جدید نیروگاه‌های هسته‌ای . . .

درحالی‌که در هر گوشه دنیا نیروگاه‌های هسته‌ای غول‌پیکر برای تولید انرژی از سال‌ها پیش فضای بسیاری از سطح زمین را تحت تصرف خود درآورده‌اند، امروز جهان به سمت ساخت نیروگاه‌های کوچک حرکت می‌کند.

مشاهده مقاله
آشنایی با شبکه‌های توزیع (قسمت آخر)
مقالات نیروکالا

آشنایی با شبکه‌های توزیع (قسم . . .

در قسمت پایانی به هادی‌ها، پایه‌ها، مقره‌ها، یراق‌آلات خطوط هوایی شبکه‌های توزیع، کنسول، کراس آرم و آرایش پایه‌ها، محاسبات الکتریکی خطوط هوایی، حریم خطوط هوایی شبکه‌های توزیع، محاسبات مکانیکی خطوط هوایی توزیع، مسیریابی و نقشه‌برداری خطوط . . .

مشاهده مقاله

به مجموعه بزرگ نیرو کالا بپیوندید

نیرو کالا بانک جامع نیروگاه ها ، شرکت ها و متخصصین حوزه برق و انرژی