Đường dây tải điện là bộ phận quan trọng của lưới điện, vận chuyển điện từ nhà máy điện đến trạm biến áp trước khi đến nhà, các doanh nghiệp, và những người dùng khác. Có rất nhiều khoa học và kỹ thuật liên quan đến thiết kế và vận hành của chúng. Đây là cách chúng hoạt động:
- Phát điện: Ban đầu, nhà máy điện tạo ra điện, thường bằng cách chuyển đổi năng lượng cơ học thành năng lượng điện. Điều này xảy ra thông qua các phương pháp khác nhau, như đốt nhiên liệu hóa thạch, phản ứng hạt nhân, hoặc sử dụng các nguồn tài nguyên tái tạo như năng lượng gió hoặc năng lượng mặt trời.
- Máy biến áp tăng cường: Sau thế hệ, điện thường ở điện áp tương đối thấp. Sau đó nó được đưa qua máy biến áp ở nhà máy điện, cái nào 'bước lên’ điện áp. Điều này được thực hiện vì truyền tải điện áp cao hơn hiệu quả hơn – nó làm giảm tổn thất điện năng do điện trở trong dây dẫn (I^2R tổn thất).
- Truyền tải điện áp cao: Sau đó điện được truyền qua đường dây truyền tải. Những dòng này thường được làm bằng nhôm hoặc đồng, những chất dẫn điện tốt. Chúng được giữ cao trên mặt đất trên các tháp truyền tải để ngăn chặn mọi tiếp xúc nguy hiểm với mặt đất hoặc các vật thể trên mặt đất., và để giảm tổn thất điện năng do điện dung.
- cách điện: Dây điện được gắn vào tháp thông qua chất cách điện, thường làm bằng sứ hoặc thủy tinh. Chất cách điện rất quan trọng vì chúng ngăn dòng điện chạy xuống tháp và xuống đất.
- Máy biến áp bước xuống: Khi điện đến đích (thường là một trạm biến áp), nó đi qua một máy biến áp khác, cái nào 'bước xuống’ điện áp đến mức an toàn hơn để phân phối đến các hộ gia đình và doanh nghiệp.
- Phân bổ: Giai đoạn cuối cùng của quy trình là phân phối điện đến người dùng cuối. Điều này thường được thực hiện thông qua các đường dây điện nhỏ hơn, một lần nữa sử dụng máy biến áp để giảm điện áp xuống mức an toàn để sử dụng trong gia đình và doanh nghiệp.
Trong thiết kế và xây dựng đường dây và tháp truyền tải, các kỹ sư phải xem xét một số yếu tố. Chúng bao gồm tải điện mà đường dây phải mang, địa hình mà các đường dây phải đi qua, điều kiện thời tiết, lo ngại về an toàn, và hơn thế nữa. Dây phải có khả năng chịu được gió, mưa, tuyết, và băng, và các tòa tháp phải đủ vững chắc để chịu được trọng lượng của đường dây trên các nhịp dài. Chiều cao, thiết kế, và vật liệu của tháp cũng cần được xem xét để đảm bảo hiệu suất tối ưu và độ bền.