Đường dây tải điện cao áp và siêu cao áp (EHV) kết nối các nhà máy điện và các phụ tải, đồng thời tạo thành mạng điện. Hệ thống này chứa các đường dây 500 kV, 345 kV, 230 kV và 115 kV.
Đường dây Bắc Nam 500kV dài 1500km là xương sống truyền tải điện khắp cả nước, tại Trung Quốc có đường dây tải điện áp cao nhất hiện nay là 1100kV dài hơn 3.000km, truyền tải điện cao thế một chiều và cũng là đường dây điện HDVC dài nhất thế giới.
Tháp truyền tải (cột điện cao thế) cố định các đường dây cao thế trên không từ trạm phát điện đến các trạm biến áp nguồn, đến trạm biến áp phân phối đặt gần khu vực dân cư.
Hình dạng, chiều cao và độ bền (độ bền cơ học) của cột điện phụ thuộc vào các ứng suất mà chúng phải chịu. Tháp không có điện trừ khi sét đánh vào dây nối đất chạy dọc đỉnh của cột điện. Cáp này được thiết kế để bảo vệ các dây dẫn bằng cách cho phép phóng điện sét tới mặt đất thông qua tháp.
Truyền tải điện mạch đơn vs mạch kép
Về cơ bản, kết cấu đường truyền tải cao thế 3 pha thường được chia thành hai kiểu: Truyền tải điện mạch đơn và mạch kép.
- Trong đường truyền mạch đơn, có 3 đường dây điện tương ứng với ba pha riêng biệt tức là pha R, Y & B;
- Trong kiểu đường truyền mạch kép có tổng cộng 6 dây dẫn tạo thành hai mạch truyền dẫn khác nhau, mỗi mạch gồm 3 dây tương ứng với 3 pha giống như mạch đơn (và hai mạch sẽ đối xứng nhau qua cột). Mỗi dây trong 6 dây này lại gồm nhiều dây nhỏ hơn được đặt gần nhau tạo thành một bó dây (bundled conductors) và được giữ khoảng cách bằng miếng đệm (spacers). Nếu bó dây gồm có 2 dây thì điện áp truyền tải thường là 220kV, nếu bó dây có 4 dây thì điện áp truyền tải thường là 400kV… Mỗi dây ở đường truyền mạch đơn cũng có thể sử dụng kiểu dây bó.
Điện được truyền tải bằng đường truyền kiểu mạch kép sẽ truyền tải được nhiều công suất hơn trong một khoảng cách cụ thể. Tuy nhiên vì có nhiều dây dẫn nên có thể gây ra hiện tượng điện cảm giữa các dây. Để hạn chế hiện tượng này, khoảng cách giữa các dây, bó dây và giữa 2 mạch phải được tính toán.
Cấu tạo các kiểu cột điện
Cột điện cao thế được thiết kế dựa trên cấu hình đường dây truyền tải ở trên, điện áp truyền tải cũng như các yếu tố ảnh hưởng như mặt bằng xây dựng, tải trọng, địa hình, chiều dài nhịp dây, điều kiện thời tiết. Về cơ bản hiện nay có các kết cấu cột điện cao thế sau:
Cột điện kiểu thắt lưng (Waist-type): Đây là kiểu tháp truyền tải mạch đơn phổ biến nhất. Nó được sử dụng cho điện áp từ 110 đến 735 kV, chúng dễ dàng lắp ráp, những tháp này thích hợp cho các đường dây điện vượt qua địa hình không bằng phẳng.
Cột điện kiểu mạch kép truyền thống (double-circuit tower): Tháp thường dùng để cố định đường dây truyền tải điện 100kV- 315kV. Chiều cao của nó dao động từ 25 đến 60 mét.
Cột điện kiểu Guyed-V: Cột điện kiểu này được thiết kế cho điện áp tải từ 230 đến 735 kV. Tháp Guyed-V tiết kiệm hơn so với hai kiểu trên.
Cột điện kiểu trụ thép ống (tublar steel pole): Kiểu đặc trưng với hình dạng thẩm mỹ, cấu trúc này ít cồng kềnh hơn các kiểu cột điện khác. Kiểu này phù hợp ở gần các khu đô thị.
Cột điện kiểu Guyed-V cross-rope: Với thiết kế đơn giản, kiểu cột này rất dễ lắp ráp. Kết cấu cột này cần ít thép mạ kẽm hơn so với tháp Guyed-V nên nhẹ hơn và ít tốn kém hơn.
Cột điện kiểu vượt sông Crossings: Năm 1990, Hydro-Québec xây dựng đường vượt sông dưới nước đầu tiên trên thế giới cho đường dây điện một chiều 450kV tử bờ bắc gần Grondines và bề mặt ở bờ nam gần trạm biến áp Lotbinière.
