Tímarit Verkfræðingafélags Íslands - 01.12.1963, Page 29

TlMARIT VFl 1963
123
Töp verða í öllum leiðurum vegna viðnáms þeirra, og
eru töpin mjög háð því, hve mikill straumurinn er. Bæði
má tala um afltöp og orkutöp, og er ekki óalgengt, að
um 10-15% af unninni orku tapist vegna stöðvanotkunar
og taps í flutningslínum og dreifikerfi. Töp er þetta
-kallað, af því að raforkan breytist í annað orkuform,
hitaorku, leiðararnir hitna.
Þá þurfum við að gera okkur grein fyrir muninum á
afli og orlcu, en þessu tvennu er oft ruglað saman. Sam-
líking er hér gagnleg. Til að lyfta hlut í ákveðna hæð
þarf ákveðna orku, sem er háð þyngd hlutarins og hæð-
inni, sem lyfta þarf honum í. Það, hve hægt eða hratt
við lyftum hlutnum, skiptir engu máli. Orkan, sem þarf,
er hin sama. Hins vegar verður afliö, sem þarf til að
lyfta hlutnum, mismunandi eftir því hvort lyftingin er
snögg eða hæg. Segja má að afl sé orka per tímaein-
ingu — eða að orka sé margfeldi afls og tíma.
Mælieining rafafls er gjarnan kílówatt (eða mega-
watt, sem er 1000 sinnum stærri eining) og eining orku
þá kilówattstund (eða megawattstund; eða jafnvel gíga-
wattstund, sem er milljón sinnum stærri en kílówatt-
stund).
Sýna má fram á, að rafafl er í stórum dráttum marg-
feldi straums og spennu.
Við skulum nú snúa okkur að flutningi raforkunnar.
Aflstöðvar, einkum vatnsaflstöðvar, eru oft staðsettar
mjög fjarri notkunarsvæðum orkunnar, og verður því að
flytja orkuna þangað. En raforkan er einmitt það orku-
form, sem bezt hentar til flutnings. Spenna rafalanna í
aflstöðvunum er gjarnan nokkur þúsund volt eða nokkur
kílóvolt (kV) sem kallað er. T.d. er spennan við Stein-
grímsstöð og Irafossstöð 11 kV en við Ljósafossstöð 6 KV.
Ef flytja þarf tiltekið rafafl langa vegalengd, er áríð-
andi að hafa strauminn eins lítinn og unnt er, svo að töp
og spennufall verði sem minnst. Þetta er gert með því að
hækka spennuna. Strax við aflstöðvarnar eru því spenn-
ar, sem spenna upp, t.d. við Irafoss úr 11 kV upp i 132
kV, en með þeirri spennu er orkan flutt til Reykjavíkur.
Auk spennanna eru ýmsir rofar og tengibúnaður, einu
nafni kallað tengivirki. Rofar eru bæði til að breyta
tengingum og svo til að verja línui' eða tæki fyrir
skemmdum, sem orsakast gætu af of miklu álagi eða
bilunum. 1 slíkum tilfellum rásar gjarnan of mikill
straumur, og leysa þá rofarnir út, sem kallað er, þ.e. þeir
opna straumrásina sjálfkrafa.
Frá tengivirkinu liggur svo háspennulína, sem flytur
raforkuna. Venjulega eru slíkar línur loftlínur, þ.e. berir
vírar strengdir milli staura. Staurarnir eða möstrin eru
ýmist úr tré, steinsteypu eða málmi, t.d. stáli. Flestar
flutningslínur hér á landi eru tréstauralínur, þó er t.d.
132 kV línan frá Sogi gerð úr stálgrindamöstrum.
Línumöstrin verða að vera traust, svo að þau þoli
öll veður. Þau verða auk þess fyrir margs konar togi
eftir stöðu þeirra í landslaginu og við beygjur á linunni.
Hér á landi eru veður oft válynd, t.d. getur mikil ísing
oft myndast á vírum línanna, og eykst þá togið að mun.
Stundum geta sveiflur á vírunum magnast mjög, og eru
oft sérstök lóð eða sveifludeyíar festir á vírar.a til að
varna þessu.
Nú er spenna há á linum þessum, og verður þvi að
einangra vírana vel frá sjálfum möstrunum. Til þess
eru notaðir svokallaðir einangrar, oftast postulinsskálar
með vissri lögun. Slíkar skálar eru gjarnan tengdar marg-
ar saman og fer nauðsynlegur fjöldi þeirra eftir spenn-
unni. Þessu geta menn veitt eftirtekt við þjóðvegina
stuttu fyrir innan Elliðaár, en þar má sjá háspennulín-
ur með 6, 20, 30, 60 og 130 kV spennu.
Vírinn, sem flytur strauminn, er stundum úr kopar en
oftar úr alumíníum og þá gjarnan með stálkjarna í, til
að auka styi'kleikann, því að reynt er að hafa eins langt
milli mastra og frekast er unnt. Til dæmis er vírinn á
Sogslínunni af þeirri gerð. Vírarnir á þeirri línu eru þrír
(línan er þrífasa eins og allar meiri háttar línur) hver
þeirra um 1 % cm í þvermál.
Raunar er það furðulegt, ao öll raforka, sem flutt er
til Reykjavíkur og nærsveita, Hafnarfjarðar, Áburðar-
verksmiðju, Sementsverksmiðju og jafnvel víðar, skuli
vera flutt af þessum þrem vírum, sem hver um sig er
naumast gildari en fingur okkar. En slik er flutnings-
geta háspennulínunnar, ef spennan er nægilega há.
Sogslínan er þannig byggð, að hún á að geta flutt allt
afl frá Sogi fullvirkjuðu eða 96 MW. Þegar virkjað verð-
ur í Þjórsá og Hvitá, verður að sjálfsögðu að leggja
nýjar flutningslínur til Reykjavikur, og er ekki ólíklegt
að þæi' verði með 220 kV spennu.
Ég hef hér notað Sogslínuna esm dæmi um flutnings-
línu raforku. Endastöð línunnar er í miklu tengivirki við
Elliðaár. Þar eru ýmsir rofar og spennar, sem lækka
spennuna niður í 60 og 30 kV. Flutningi orkunnar er þar
lokið. Að vísu er hluti orkunnar enn fluttur frá Elliðaám,
t.d. með 60 kV línum til Akraness og Keflavikur, 30 kV
línum til Hafnarfjarðar, Suðurnesja og til Áburðarverk-
smiðju.
Lengd flutningslína á öllu landinu var í ársbyrjun 1960
talin 808 km, þ.e. 20 kV línur 90 km
30 — — 485 —
60 — — 182 —
130 — — 51 —
7. Dreifing raforku.
Snúum okkur nú að dreifingu raforkunnar. Svo sem
flutningurinn skeður um tiltekna vegalengd eða fjarlægð
(mæld t.d. í km), þá skeður dreifing um tiltekið svæði
eða flatarmál (mælt t.d. í km’). Verkefnið er nú ekki að
flytja orku einhverja vegalengd, þ.e. frá vinnslustað til
notkunarsvæðis, heldur að dreifa orkunni um notkunar-
svæðið. Eins og við flutninginn er að sjálfsögðu reynt
að dreifa orkunni á sem hagkvæmastan hátt, þ.e. eins
ódýrt og kostur er, þó þannig að vissum skilyrðum um
gæði raforkunnar sé fullnægt.
Til þess að finna hagkvæmasta fyrirkomulag dreifi-
kerfisins þarf að framkvæma ýmsa útreikninga. Ákveða
þarf hver spennan á að vera, hve stórar spennistöðvar
og hve þétt þær eiga að vera, einnig gildleika á strengj-
um. Reikningar þessir geta oft orðið flóknir, en mark-
miðið er að finna ódýrustu lausnina, þó með vissum skil-
yrðum um gæði orkunnar til notenda. Stundum eru
smíðuð líkön af kerfinu og framkvæmdar á því mæling-
ar til að kanna hegðun þess við ýmis skilyrði. Síðan
má gera breytingar á líkaninu, þar til bezta lausn er
fundin.
Dreifikerfið er þannig byggt, að frá enda flutnings-
línunnar liggja háspennulínui' eða strengir með nokkru
lægri spennu í svokallaðar spennistöðvar (í stærri bæj-
um eins og hér í Reykjavík liggja fyrst strengir í svo-
nefndar aöveitustöövar, en þaðan eru dreifistrengir í
hinar ýmsu dreifistöövar). Spennistöðvum þessum er
dreift um notkunarsvæðið, og fer þéttleiki þeirra eftir
þéttleika álagsins. 1 sveitum eru spennistöðvar þessar
aðeins litlir spennar á staurum og liggja þaðan línur