2.2
Stejnosměrné sítě
Stejnosměrné sítě byly historicky prvními rozvodnými sítěmi. V současné době se používají zejména pro tyto účely:
- Trakční vedení využívají stejnosměrná napětí o velikostech 600 V; 750 V; 1,5 kV a 3 kV;
- Podmořská propojení;
- Specifické místní sítě.
2.2.1
Trakční vedení nízkého napětí
Tyto sítě se využívají nejčastěji pro napájení tramvají, metra, trolejbusů a příměstských vlaků. Napájecí soustava musí zahrnovat i trakční měnírny, které jsou připojeny k distribuční síti 22 kV. V nich se napětí transformuje na požadovanou velikost a usměrní. Tramvajové sítě jsou obvykle jednostranně napájené, paprskové. Sítě pro metro a železnici bývají oboustranně napájené. Např. v Praze jsou jednotlivé trasy metra napájené z několika různých rozvoden, např. z rozvodny Malešice, Anděl apod.
Síť DC 600 V se používá pro tramvajovou dopravu, v ČR např. v Praze, Brně, Ostravě, Olomouci, Plzni. Obvykle je kladný pól v troleji (na sběrači) a záporný pól v kolejnicích. Může to být ale i obráceně, např. v Brně a v Ostravě [8].
Napěťová soustava DC 750 V napájí např. metro v Praze. Kladný pól se přivádí na napájecí kolejnici (třetí, postranní kolejnice), záporný pól k pojížděným kolejím.
Obě výše uvedená napětí se též využívají pro napájení trolejbusů, např. v Brně, Ostravě a Pardubicích. Pomocí dvou tyčových sběračů je napájen elektromotor v trolejbusu.
Zajímavost
V roce 2018 se po 46 letech vrátily do Prahy trolejbusy, zatím jen ve zkušebním provozu. Jedná se o kombinaci trolejového a akumulátorového napájení.
Obě soustavy se též využívají v některých zemích pro dopravu železniční (např. Německo, Anglie).
2.2.2
Trakční vedení vysokého napětí
Soustava DC 1,5 kV se využívá např. pro dráhy na jihu Francie a v Nizozemí [8].
Zajímavost
V ČR se dodnes provozuje železniční trať mezi Táborem a Bechyní, kterou postavil v roce 1903 František Křižík. Je dlouhá 24 km a byla první železniční tratí ve střední Evropě. Vagony byly tehdy vytápěné, osvětlené a vybavené bleskosvody na střeše. Tato trať stále využívá napětí DC 1,5 kV.
Soustava DC 3 kV je využívána pro železniční dopravu na severu ČR, dále např. v Polsku, Itálii a na Slovensku. Umožňuje vyšší výkonové zatížení tratě a má menší ztráty ve vedeních než soustava DC 1,5 kV. Napájení se obvykle provádí ze dvou protilehlých stran, což zajišťuje vyšší spolehlivost.
2.2.3
Dálková vedení HVDC (UHVDC)
Výhody
- Větší přenosová schopnost, je možné přenášet velké výkony (v řádu GW) na dlouhé vzdálenosti (tisíce km);
- Je možné propojit dvě soustavy s odlišnými frekvencemi;
- Menší počet vodičů, což zmenšuje náklady na vedení (často stačí jen jeden vodič, druhý pól může být veden zemí);
- Jednodušší konstrukce stožárů, menší zastavěná plocha;
- Neuplatňuje se skinefekt;
- Není nutná kompenzace účiníku;
- Délka vedení není omezená kapacitními proudy;
- Menší úbytek napětí.
Nevýhody
- Potřeba měníren a s tím spojené investiční náklady;
- Protože se nepřenáší jalový výkon, je potřeba ho vytvořit ve zvláštních zdrojích;
- Měnírny vytvářejí vyšší harmonické;
- Nebezpečí koroze kovových částí v zemi při monopolárním přenosu.
Zajímavost
V roce 2014 v Jižní Americe uvedeno do provozu vedení HVDC Rio Madeira o délce 2 375 km, napětí DC 600 kV, přenášený výkon 3 150 MW.
Na rok 2019 je naplánováno zahájení provozu vedení UHVDC o délce 3 000 km v Číně, napětí DC 1 100 kV, přenášený výkon 12 GW.
2.2.4
Podmořské kabely
Podmořské kabely se používají k propojení mezi dvěma pevninami, nebo mezi pevninou a ostrovem. Kabel přenášející střídavý proud by se při dlouhé vzdálenosti choval jako válcový kondenzátor.
Takto je například spojená Francie s Anglií kabelem, který přenáší napětí DC 100 kV. V rámci propojené soustavy ENTSO-E se takovýchto kabelů používá několik, přenášená napětí jsou obvykle do 500 kV.
Stejným způsobem jsou s pevninou spojené např. ropné plošiny a větrné farmy v Severním moři.
Konstrukce podmořského kabelu může být následující:
- složené jádro z mědi nebo hliníku o průřezu do 3 000 mm2,
- izolace ze zesíťovaného (extrudovaného) polyetylenu,
- vodní bariéra z měděného nebo hliníkového laminátu kombinovaného s bobtnající vrstvou,
- jedna nebo dvě vrstvy armování pro mechanickou ochranu,
- ochranná vrstva z polypropylenu namočeném v bitumenech (asfalt, dehet).
Souhrn
Elektrické sítě lze provádět jako střídavé a stejnosměrné prakticky na všech napěťových úrovních. Podle toho, zda je uzel soustavy uzemněný a jak je provedena ochrana neživých částí spotřebičů, rozlišujeme soustavy TN, TT a IT.