نقل الطاقة الكهربائية

نقل الطاقة الكهربائية هو نقل كميات كبيرة من الطاقة الكهربائية من موقع توليدها ، مثل محطة توليد الطاقة ، إلى محطة فرعية كهربائية . يُطلق على الموصل الطويل المستخدم لتسهيل هذا النقل اسم خط النقل . وتشكل خطوط النقل المترابطة شبكة نقل . في قطاع الطاقة، يختلف نقل الطاقة الكهربائية عن التوصيلات المحلية بين المحطات الفرعية ذات الجهد العالي والمستهلكين، والتي يُشار إليها عادةً بتوزيع الطاقة الكهربائية ، على الرغم من أن توزيع الطاقة يُعدّ نوعًا من أنواع نقل الطاقة في اللغة الدارجة. تُشكّل شبكة النقل والتوزيع المُدمجة جزءًا من عملية توصيل الكهرباء ، والمعروفة باسم الشبكة الكهربائية . ^{[ 2 ]}

تنقل خطوط النقل إما التيار المتردد (AC) أو التيار المستمر (DC). ولزيادة كفاءة نقل الطاقة الكهربائية لمسافات طويلة، يُرفع الجهد عادةً أثناء النقل، ثم يُخفض عند التوزيع المحلي. وذلك لأن الجهد العالي يُقابله تيارات أقل ، وبالتالي خسائر أقل ناتجة عن هذه التيارات. ويتم تغيير مستوى جهد التيار المتردد عادةً باستخدام المحولات .

تربط شبكة متزامنة واسعة النطاق ، تُعرف في أمريكا الشمالية باسم شبكة الربط البيني، مولدات الطاقة التي توفر التيار المتردد بتردد نسبي موحد للعديد من المستهلكين. وتضم أمريكا الشمالية أربع شبكات ربط بيني رئيسية: الغربية ، والشرقية ، وكيبيك ، وتكساس . بينما تربط شبكة واحدة معظم أنحاء أوروبا القارية .

تاريخياً، كانت خطوط النقل والتوزيع غالباً ما تكون مملوكة لنفس الشركة، ولكن بدءاً من التسعينيات، قامت العديد من الدول بتحرير تنظيم سوق الكهرباء بطرق أدت إلى قيام شركات منفصلة بإدارة النقل والتوزيع. ^{[ 3 ]}

معظم خطوط نقل الطاقة في أمريكا الشمالية تعمل بتيار متردد ثلاثي الأطوار عالي الجهد ، مع أن التيار المتردد أحادي الطور يُستخدم أحيانًا في أنظمة كهربة السكك الحديدية . تُستخدم تقنية التيار المستمر لتحقيق كفاءة أعلى على مسافات أطول، تصل عادةً إلى مئات الأميال. كما تُستخدم تقنية التيار المستمر عالي الجهد (HVDC) في كابلات الطاقة البحرية (التي يزيد طولها عادةً عن 50 كيلومترًا  )، وفي تبادل الطاقة بين الشبكات غير المتزامنة. تعمل وصلات HVDC على استقرار شبكات توزيع الطاقة حيث قد تؤدي الأحمال الجديدة المفاجئة، أو انقطاعات التيار الكهربائي، في جزء من الشبكة إلى مشاكل في التزامن وأعطال متتالية . ^{[ 4 ]}

تُنقل الكهرباء بفولتيات عالية لتقليل فقد الطاقة الناتج عن المقاومة التي تحدث على مسافات طويلة. وعادةً ما تُنقل الطاقة عبر خطوط هوائية . أما نقل الطاقة تحت الأرض، فيتسم بتكلفة تركيب أعلى بكثير وقيود تشغيلية أكبر، ولكنه يُقلل تكاليف الصيانة. ويُعدّ النقل تحت الأرض أكثر شيوعًا في المناطق الحضرية أو المواقع الحساسة بصريًا.

يجب عادةً توليد الطاقة الكهربائية بنفس معدل استهلاكها. ويتطلب ذلك نظام تحكم متطور لضمان توافق توليد الطاقة مع الطلب بدقة. فإذا تجاوز الطلب العرض، قد يؤدي هذا الخلل إلى فصل محطات التوليد ومعدات النقل تلقائيًا أو إيقاف تشغيلها لتجنب حدوث أضرار. وفي أسوأ الأحوال، قد يتسبب ذلك في سلسلة متتالية من حالات الإيقاف وانقطاع واسع النطاق للتيار الكهربائي في منطقة معينة .

شهد شمال شرق الولايات المتحدة انقطاعات في التيار الكهربائي أعوام 1965 و 1977 و 2003 ، وانقطاعات واسعة النطاق في مناطق أخرى من الولايات المتحدة عامي 1996 و 2011 . وترتبط شبكات نقل الكهرباء فيما بينها لتشكل شبكات إقليمية ووطنية، بل وحتى قارية، وذلك للحد من مخاطر مثل هذه الانقطاعات، من خلال توفير مسارات بديلة متعددة ومتكررة لتدفق الطاقة في حال حدوثها. وتحدد شركات النقل أقصى سعة موثوقة لكل خط (عادةً ما تكون أقل من حدها المادي أو الحراري) لضمان توفر سعة احتياطية في حال حدوث عطل في جزء آخر من الشبكة.

ناقل الحركة العلوي

خط نقل طاقة بأربعة دوائر وجهدين؛ مُجمّع ثنائي الاتجاه

موصل ACSR نموذجي . يتكون الموصل من سبعة أسلاك فولاذية محاطة بأربع طبقات من الألومنيوم.

لا تُغطى الموصلات الهوائية ذات الجهد العالي بعازل. عادةً ما تكون مادة الموصل من سبيكة ألومنيوم ، مُكوّنة من عدة أسلاك، وقد تُدعّم بأسلاك فولاذية. كان النحاس يُستخدم أحيانًا في نقل الطاقة الهوائية، لكن الألومنيوم أخف وزنًا، ولا يُقلل الإنتاجية إلا بشكل طفيف، وتكلفته أقل بكثير. تُورّد العديد من الشركات الموصلات الهوائية، ويتم تحسين موادها وأشكالها باستمرار لزيادة سعتها.

تتراوح أحجام الموصلات من 12  مم² ( المقاس الأمريكي رقم 6 ) إلى 1092 مم² ⁽ مساحة دائرية 2,156,000 ميل )، مع اختلاف المقاومة وقدرة نقل التيار . بالنسبة للموصلات الكبيرة (التي يزيد قطرها عن بضعة سنتيمترات)، يتركز معظم تدفق التيار بالقرب من السطح بسبب ظاهرة ^{التأثير} السطحي . يحمل مركز الموصل تيارًا ضئيلاً، ولكنه يزيد من الوزن والتكلفة. لذلك، تُستخدم كابلات متوازية متعددة (تُسمى موصلات الحزمة ) للحصول على سعة أعلى. تُستخدم موصلات الحزمة عند الفولتية العالية لتقليل فقد الطاقة الناتج عن التفريغ الإكليلي .  

تُعتبر الفولتية المستخدمة في نقل الطاقة اليوم عادةً 110  كيلوفولت فأكثر. ^{[ 5 ]} أما الفولتية الأقل، مثل 66 كيلوفولت و33  كيلوفولت، فتُعتبر عادةً فولتية فرعية لنقل الطاقة ، ولكنها تُستخدم أحيانًا في الخطوط الطويلة ذات الأحمال الخفيفة.  وتُستخدم الفولتية الأقل من 33 كيلوفولت عادةً في التوزيع . أما الفولتية التي تزيد عن 765  كيلوفولت فتُعتبر فولتية عالية جدًا وتتطلب تصميمات مختلفة.

يمكن أن تؤدي زيادة درجات الحرارة المحيطة خلال موجات الحر الشديدة إلى انخفاض كفاءة نقل وتوزيع الطاقة الكهربائية، لا سيما في أنظمة النقل الهوائية. يتسبب التمدد الحراري في ترهل خطوط النقل الهوائية، مما يقلل من تدفق التيار ويزيد من خطر حدوث تفريغ كهربائي غير مقصود في حال وجود غطاء نباتي قريب. ^{[ 6 ]} تعتمد أسلاك النقل الهوائية على الهواء للعزل، مما يستلزم الحفاظ على مسافات فاصلة دنيا بين الخطوط. وتؤدي الظروف الجوية السيئة، مثل الرياح العاتية وانخفاض درجات الحرارة، إلى انقطاع النقل. وقد تسمح سرعات الرياح المنخفضة التي تصل إلى 43 كم/ساعة (23 عقدة ) للموصلات بتجاوز مسافات التشغيل الفاصلة، مما يؤدي إلى حدوث وميض كهربائي وانقطاع التيار. ^{[ 7 ]} يُطلق على الحركة التذبذبية للخط اسم "ارتعاش الموصل" أو "رفرفة الموصل" اعتمادًا على تردد وسعة التذبذب. 

• 
  برج نقل ثلاثي الأطوار بقدرة 500 كيلوفولت (500  كيلو فولت) في ولاية واشنطن، الخط مجمع بثلاثة اتجاهات
• 
  ثلاثة أبراج كهربائية متجاورة في ويبستر، تكساس

كانت الطاقة الكهربائية التجارية تُنقل في البداية بنفس الجهد المستخدم في الإضاءة والأحمال الميكانيكية، مما حدّ من المسافة بين محطات التوليد والأحمال. وفي عام ١٨٨٢، لم يكن من السهل رفع جهد التيار المستمر لنقل الطاقة لمسافات طويلة. تطلبت فئات الأحمال المختلفة (مثل الإضاءة، والمحركات الثابتة، وأنظمة الجر/السكك الحديدية) جهودًا مختلفة، وبالتالي استخدمت مولدات ودوائر كهربائية مختلفة. ^{[ ١٢ ] [ ١٣ ]}

وهكذا، تم وضع المولدات بالقرب من أحمالها، وهي ممارسة أصبحت فيما بعد تُعرف باسم التوليد الموزع باستخدام أعداد كبيرة من المولدات الصغيرة. ^{[ 14 ]}

أصبح نقل التيار المتردد (AC) ممكناً بعد أن قام لوسيان جولارد وجون ديكسون جيبس ​​ببناء ما أطلقوا عليه اسم المولد الثانوي، وهو محول مبكر مزود بنسبة لف 1:1 ودائرة مغناطيسية مفتوحة، في عام 1881.

كان أول خط نقل تيار متردد لمسافات طويلة بطول 34 كيلومترًا (21 ميلًا) ، وقد بُني خصيصًا للمعرض الدولي للكهرباء عام 1884 في تورينو بإيطاليا . وكان يُغذّى بواسطة مولد تيار متردد من نوع سيمنز وهالسكه بقدرة  2 كيلوفولت وتردد 130  هرتز ، ويحتوي على عدة محولات غولارد ذات ملفات ابتدائية موصولة على التوالي، والتي كانت تُغذي المصابيح المتوهجة. وقد أثبت هذا النظام جدوى نقل الطاقة الكهربائية بالتيار المتردد عبر مسافات طويلة. ^{[ 13 ]}

دخل أول نظام توزيع تيار متردد تجاري الخدمة عام 1885 في شارع دي سيركي، روما، إيطاليا ، لإضاءة الأماكن العامة. وكان يُغذّى بمولدين كهربائيين من نوع سيمنز وهالسكه بقدرة 30  حصانًا (22  كيلوواط)، وجهد 2 كيلوفولت بتردد 120  هرتز، ويستخدم 19  كيلومترًا من الكابلات و200 محول خافض للجهد  موصولة على التوازي من 2  كيلوفولت إلى 20  فولت، مزودة بدائرة مغناطيسية مغلقة، محول لكل مصباح. وبعد بضعة أشهر، تبعه أول نظام تيار متردد بريطاني، لخدمة معرض غروفينور . وكان هذا النظام أيضًا مزودًا بمولدات كهربائية من نوع سيمنز ومحولات خافضة للجهد من 2.4  كيلوفولت إلى 100 فولت - محول لكل مستخدم - مع توصيلات أولية متوازية. ^{[ 15 ]} 

سعى المهندس الكهربائي ويليام ستانلي الابن، في عام 1885 ، إلى تحسين تصميم غولارد-غيبس الذي اعتبره غير عملي، فقام بتطوير أول محول تيار متردد عملي متسلسل. ^{[ 16 ]} وبدعم من جورج وستنغهاوس ، قام في عام 1886 بعرض نظام إضاءة يعمل بالتيار المتردد في غريت بارينغتون، ماساتشوستس . وكان النظام يعمل  بمولد سيمنز بقوة 500 فولت يعمل بمحرك بخاري. وتم خفض الجهد إلى 100  فولت باستخدام محول ستانلي لتشغيل المصابيح المتوهجة في 23  منشأة تجارية على ارتفاع يزيد عن 1200 متر . [ ^{17 ] وقد} شجع هذا العرض العملي لنظام إضاءة يعمل بالتيار المتردد وستنغهاوس على البدء في تركيب أنظمة التيار المتردد في وقت لاحق من ذلك العام. ^{[ 16 ]} 

في عام ١٨٨٨، ظهرت التصاميم الأولى لمحركات التيار المتردد . كانت هذه محركات حثية تعمل بتيار متعدد الأطوار ، اخترعها بشكل مستقل كل من غاليليو فيراريس ونيكولا تيسلا . حصلت شركة وستنجهاوس على ترخيص تصميم تيسلا. صمم ميخائيل دوليفو-دوبروفولسكي وتشارلز يوجين لانسلوت براون محركات عملية ثلاثية الأطوار . ^{[ ١٨ ]} تأخر الاستخدام الواسع النطاق لهذه المحركات لسنوات عديدة بسبب مشاكل التطوير وندرة أنظمة الطاقة متعددة الأطوار اللازمة لتشغيلها. ^{[ ١٩ ] [ ٢٠ ]}

في أواخر ثمانينيات وأوائل تسعينيات القرن التاسع عشر، اندمجت شركات الكهرباء الصغيرة لتكوين شركات أكبر مثل غانز وإيه إي جي في أوروبا، وجنرال إلكتريك وويستنغهاوس إلكتريك في الولايات المتحدة. طورت هذه الشركات أنظمة التيار المتردد، لكن الاختلاف التقني بين أنظمة التيار المستمر والتيار المتردد استلزم عملية اندماج تقني أطول بكثير. ^{[ 21 ]} أضافت وفورات الحجم التي حققها التيار المتردد، مع محطات التوليد الكبيرة وخطوط النقل لمسافات طويلة، القدرة تدريجيًا على ربط جميع الأحمال. وشمل ذلك أنظمة التيار المتردد أحادية الطور، وأنظمة التيار المتردد متعددة الأطوار، والإضاءة المتوهجة منخفضة الجهد، وإضاءة القوس الكهربائي عالية الجهد، ومحركات التيار المستمر الموجودة في المصانع وعربات الترام. وفيما أصبح نظامًا عالميًا، تم تجاوز هذه الاختلافات التقنية مؤقتًا عبر المحولات الدوارة والمولدات الكهربائية التي سمحت للأنظمة القديمة بالاتصال بشبكة التيار المتردد. ^{[ 21 ] [ 22 ]} تم استبدال هذه الحلول المؤقتة تدريجيًا مع إيقاف تشغيل الأنظمة القديمة أو تحديثها.

تم نقل أول تيار متردد أحادي الطور باستخدام جهد عالٍ في ولاية أوريغون عام 1890، عندما تم توصيل الطاقة من محطة كهرومائية في شلالات ويلاميت إلى مدينة بورتلاند الواقعة على بعد 23 كيلومترًا (14 ميلًا) أسفل النهر. ^{[ 23 ]} أما أول نقل للتيار المتردد ثلاثي الأطوار باستخدام جهد عالٍ فقد تم عام 1891 خلال المعرض الدولي للكهرباء في فرانكفورت . وقد ربط خط نقل بجهد 15 كيلوفولت، يبلغ طوله حوالي 175 كيلومترًا، بين لاوفن على نهر نيكار وفرانكفورت. ^{[ 15 ] [ 24 ]}  

ارتفعت جهود نقل الطاقة الكهربائية على مدار القرن العشرين  . وبحلول عام ١٩١٤، كان هناك خمسة وخمسون نظام نقل تعمل بجهد يزيد عن ٧٠ كيلوفولت قيد التشغيل. وكان أعلى جهد مستخدم آنذاك ١٥٠  كيلوفولت. ^{[ ٢٥ ]} وقد ساهم ربط محطات توليد الطاقة المتعددة على مساحة واسعة في خفض التكاليف. إذ أمكن استخدام المحطات الأكثر كفاءة لتلبية الأحمال المتغيرة خلال النهار. كما تحسنت الموثوقية وانخفضت التكاليف الرأسمالية، لأن سعة التوليد الاحتياطية أصبحت متاحة لعدد أكبر من العملاء وعلى مساحة أوسع. ويمكن استغلال مصادر الطاقة البعيدة والمنخفضة التكلفة، مثل الطاقة الكهرومائية أو الفحم المستخرج من المناجم، لخفض التكاليف بشكل أكبر. ^{[ ١٢ ] [ ١٥ ]}

أدى التطور الصناعي السريع في القرن العشرين  إلى جعل خطوط وشبكات نقل الكهرباء بنية تحتية حيوية . وقد حفزت الحرب العالمية الأولى ربط محطات التوليد المحلية وشبكات التوزيع الصغيرة ، حيث قامت الحكومات ببناء محطات توليد كهربائية كبيرة لتزويد مصانع الذخيرة بالطاقة. ^{[ 26 ]}

تستخدم هذه الشبكات مكونات مثل خطوط نقل الطاقة، والكابلات، وقواطع الدائرة ، والمفاتيح، والمحولات . وعادةً ما تُدار شبكة النقل على أساس إقليمي من قبل جهة مثل منظمة النقل الإقليمية أو مشغل نظام النقل . ^{[ 27 ]}

تتحسن كفاءة النقل عند استخدام جهد أعلى وتيار أقل. ويؤدي انخفاض التيار إلى تقليل الفاقد الحراري. ينص قانون جول الأول على أن الفاقد من الطاقة يتناسب طرديًا مع مربع التيار. وبالتالي، فإن خفض التيار إلى النصف يقلل الطاقة المفقودة بسبب مقاومة الموصل بمقدار أربعة أضعاف لأي حجم معين للموصل.

يمكن تقدير الحجم الأمثل للموصل عند جهد وتيار محددين باستخدام قانون كلفن لأحجام الموصلات، والذي ينص على أن الحجم يكون مثاليًا عندما تتساوى التكلفة السنوية للطاقة المهدرة في المقاومة مع التكاليف الرأسمالية السنوية لتوفير الموصل. في أوقات انخفاض أسعار الفائدة وتكاليف السلع، يشير قانون كلفن إلى أن الأسلاك السميكة هي الأمثل. أما في غير ذلك، فيُفضل استخدام موصلات أرق. ولأن خطوط نقل الطاقة مصممة للاستخدام طويل الأمد، يُستخدم قانون كلفن بالتزامن مع تقديرات طويلة الأمد لأسعار النحاس والألومنيوم، بالإضافة إلى أسعار الفائدة.

يُمكن رفع الجهد في دوائر التيار المتردد باستخدام محول رافع للجهد . تتطلب أنظمة التيار المستمر عالي الجهد (HVDC) معدات تحويل باهظة الثمن نسبيًا، والتي قد تكون مُبررة اقتصاديًا لمشاريع مُحددة مثل الكابلات البحرية وأنظمة نقل الطاقة عالية السعة لمسافات طويلة. يُعدّ نظام HVDC ضروريًا لنقل الطاقة بين الشبكات غير المتزامنة.

شبكة النقل هي شبكة من محطات توليد الطاقة وخطوط النقل والمحطات الفرعية . تُنقل الطاقة عادةً داخل الشبكة باستخدام تيار متردد ثلاثي الأطوار . يُستخدم التيار المتردد أحادي الطور فقط لتوزيع الطاقة على المستهلكين النهائيين، لأنه غير مناسب للمحركات الحثية متعددة الأطوار الكبيرة . في القرن التاسع عشر ، كان يُستخدم نقل ثنائي الطور، ولكنه كان يتطلب إما أربعة أسلاك أو ثلاثة أسلاك بتيارات غير متساوية. تتطلب أنظمة الأطوار الأعلى أكثر من ثلاثة أسلاك، ولكنها لا تُقدم فائدة تُذكر. 

رغم ارتفاع تكلفة توليد الطاقة، إلا أن الطلب عليها متقلب، مما يجعل استيراد الطاقة اللازمة أرخص في كثير من الأحيان من توليدها محلياً. ونظراً لتذبذب الأحمال الكهربائية في مناطق واسعة، غالباً ما تأتي الطاقة من مصادر بعيدة. وبفضل الفوائد الاقتصادية لتقاسم الأحمال، قد تمتد شبكات نقل الطاقة واسعة النطاق عبر دول وحتى قارات. وتتيح الوصلات بين المنتجين والمستهلكين استمرار تدفق الطاقة حتى في حال تعطل بعض الروابط.

يُعرف الجزء المتغير ببطء من الطلب بالحمل الأساسي ، ويتم تلبيته عادةً من خلال محطات كبيرة ذات تكاليف تشغيل ثابتة، تُسمى الطاقة الثابتة . تشمل هذه المحطات الطاقة النووية، ومحطات الفحم، ومحطات الطاقة الكهرومائية، بينما تمتلك مصادر الطاقة الأخرى، مثل الطاقة الشمسية الحرارية المركزة والطاقة الحرارية الأرضية، القدرة على توفير طاقة ثابتة. أما مصادر الطاقة المتجددة، مثل الطاقة الشمسية الكهروضوئية، وطاقة الرياح، وطاقة الأمواج، وطاقة المد والجزر، فلا تُعتبر طاقة ثابتة نظرًا لتقطعها. ويتم تلبية الطلب المتبقي أو ذروة الطلب على الطاقة من خلال محطات توليد الطاقة الاحتياطية ، وهي عادةً ما تكون أصغر حجمًا وأسرع استجابة وأعلى تكلفة، مثل محطات الدورة المركبة أو محطات التوربينات الاحتراقية التي تعمل عادةً بالغاز الطبيعي.

يُعدّ نقل الطاقة لمسافات طويلة (مئات الكيلومترات) رخيصًا وفعالًا، بتكلفة تتراوح بين 0.005 و0.02 دولار أمريكي لكل كيلوواط/ساعة، مقارنةً بمتوسط ​​التكاليف السنوية للمنتجين الكبار التي تتراوح بين 0.01 و0.025 دولار أمريكي لكل كيلوواط/ساعة، وأسعار التجزئة التي تتجاوز 0.10 دولار أمريكي لكل كيلوواط/ساعة، ومضاعفات أسعار التجزئة للموردين الفوريين في أوقات ذروة الطلب غير المتوقعة. ^{[ 28 ]} غالبًا ما تشتري نيويورك أكثر من 1000  ميغاواط من الطاقة الكهرومائية منخفضة التكلفة من كندا. ^{[ 29 ]} يمكن للمصادر المحلية (حتى وإن كانت أغلى ثمنًا وأقل استخدامًا) حماية إمدادات الطاقة من الأحوال الجوية والكوارث الأخرى التي قد تقطع إمدادات الموردين البعيدين.

لا يمكن نقل مصادر الطاقة الكهرومائية والريحية إلى مناطق أقرب من المدن الكبرى، وتكون تكاليف الطاقة الشمسية في أدنى مستوياتها في المناطق النائية حيث تكون احتياجات الطاقة المحلية ضئيلة. وتؤثر تكاليف الربط على الجدوى الاقتصادية لأي بديل من بدائل الطاقة المتجددة. قد تكون تكاليف خطوط النقل باهظة، ولكن يمكن استرداد تكاليف شبكات النقل فائقة السرعة ذات السعة العالية والمسافات الطويلة من خلال رسوم استخدام معقولة.

الإرسال الفرعي

تعمل شبكات النقل الفرعية بفولتيات منخفضة نسبيًا. ومن غير المجدي اقتصاديًا ربط جميع محطات التوزيع الفرعية بشبكة النقل الرئيسية ذات الفولتيات العالية، نظرًا لكبر حجم هذه المعدات وارتفاع تكلفتها. وعادةً ما تقتصر هذه الشبكات على المحطات الفرعية الكبيرة فقط. ويتم خفض الفولتيات قبل إرسال التيار إلى المحطات الفرعية الأصغر. وعادةً ما تُرتّب دوائر النقل الفرعية في حلقات بحيث لا يؤدي عطل في خط واحد إلى انقطاع الخدمة عن العديد من المشتركين لفترة طويلة.

يمكن أن تكون الدوائر مغلقة عادةً ، حيث لا يؤدي فقدان إحدى الدوائر إلى أي انقطاع، أو مفتوحة عادةً، حيث يمكن للمحطات الفرعية التحويل إلى مصدر طاقة احتياطي. وعلى الرغم من أن دوائر النقل الفرعي تُنقل عادةً عبر خطوط هوائية ، إلا أنه في المناطق الحضرية قد تُستخدم كابلات مدفونة. تتميز خطوط النقل الفرعي ذات الجهد المنخفض بمساحة أقل وبنية أبسط، كما أن مدها تحت الأرض أسهل.

لا يوجد حد فاصل ثابت بين النقل الفرعي والنقل الرئيسي، أو بين النقل الفرعي والتوزيع . تتداخل نطاقات الجهد الكهربائي لكل منهما. غالبًا ما تُستخدم جهود 69  كيلوفولت و115  كيلوفولت و138  كيلوفولت للنقل الفرعي في أمريكا الشمالية. مع تطور أنظمة الطاقة، استُخدمت الجهود التي كانت تُستخدم سابقًا للنقل الرئيسي في النقل الفرعي، وأصبحت جهود النقل الفرعي جهود توزيع. وكما هو الحال في النقل الرئيسي، ينقل النقل الفرعي كميات كبيرة نسبيًا من الطاقة، وكما هو الحال في التوزيع، يغطي النقل الفرعي منطقة جغرافية بدلًا من مجرد توصيل الطاقة من نقطة إلى أخرى. ^{[ 36 ]}

تتيح تقنية نقل الطاقة ذات الجهد العالي تقليل الفاقد الناتج عن المقاومة على مسافات طويلة. وتؤدي هذه الكفاءة إلى توصيل نسبة أكبر من الطاقة المولدة إلى الأحمال.

في نموذج مبسط، تقوم الشبكة بتزويد الكهرباء من مصدر جهد مثالي ذي جهد${\displaystyle V}$، مما يوفر قوة${\displaystyle P_{V}}$) إلى نقطة استهلاك واحدة، مصممة بواسطة مقاومة${\displaystyle R}$عندما تكون الأسلاك طويلة بما يكفي لتكوين مقاومة كبيرة${\displaystyle R_{C}}$.

إذا كانت المقاومات موصولة على التوالي دون وجود محول وسيط، فإن الدائرة تعمل كمقسم جهد ، لأن التيار نفسه${\displaystyle I={\frac {V}{R+R_{C}}}}$يمر التيار عبر مقاومة السلك والجهاز المُزوَّد بالطاقة. ونتيجةً لذلك، تكون الطاقة المفيدة (عند نقطة الاستهلاك) كما يلي:

${\displaystyle P_{R}=V_{2}\times I=V{\frac {R}{R+R_{C}}}\times {\frac {V}{R+R_{C}}}={\frac {R}{R+R_{C}}}\times {\frac {V^{2}}{R+R_{C}}}={\frac {R}{R+R_{C}}}P_{V}}$

هل ينبغي للمحول المثالي تحويل الكهرباء ذات الجهد العالي والتيار المنخفض إلى كهرباء ذات جهد منخفض وتيار عالٍ بنسبة جهد تبلغ${\displaystyle a}$(أي أن الجهد ينقسم على${\displaystyle a}$ويتم ضرب التيار بـ${\displaystyle a}$في الفرع الثانوي (مقارنةً بالفرع الرئيسي)، تصبح الدائرة مكافئة مرة أخرى لمقسم الجهد، ولكن الأسلاك الآن لها مقاومة ظاهرية تبلغ فقط${\displaystyle R_{C}/a^{2}}$إذن، تكون القدرة المفيدة كما يلي:

${\displaystyle P_{R}=V_{2}\times I_{2}={\frac {a^{2}R\times V^{2}}{(a^{2}R+R_{C})^{2}}}={\frac {a^{2}R}{a^{2}R+R_{C}}}P_{V}={\frac {R}{R+R_{C}/a^{2}}}P_{V}}$

ل${\displaystyle a>1}$(أي تحويل الجهد العالي إلى جهد منخفض بالقرب من نقطة الاستهلاك)، يتم نقل جزء أكبر من طاقة المولد إلى نقطة الاستهلاك ويتم فقدان جزء أقل بسبب التسخين الجولي .

تتمثل خصائص طرفي خط النقل في الجهد والتيار عند طرفي الإرسال (S) والاستقبال (R). يمكن نمذجة خط النقل كصندوق أسود ، وتُستخدم مصفوفة نقل ثنائية الأبعاد (2  ×  2) لنمذجة سلوكه، كما يلي:

${\displaystyle {\begin{bmatrix}V_{\mathrm {S} }\\I_{\mathrm {S} }\\\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}A&B\\C&D\\\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}V_{\mathrm {R} }\\I_{\mathrm {R} }\\\end{بمصفوفة}}}$

يُفترض أن الخط عبارة عن شبكة متبادلة ومتناظرة، مما يعني أنه يمكن تبديل علامات الاستقبال والإرسال دون أي تأثير. تتمتع مصفوفة الإرسال T بالخصائص التالية:

• ${\displaystyle \det(T)=AD-BC=1}$
• ${\displaystyle A=D}$

تختلف المعلمات A و B و C و D اعتمادًا على كيفية تعامل النموذج المطلوب مع مقاومة الخط ( R ) والحث ( L ) والسعة ( C ) وموصلية التوازي (التسريب) G.

النماذج الأربعة الرئيسية هي: تقريب الخط القصير، وتقريب الخط المتوسط، وتقريب الخط الطويل (بمعاملات موزعة)، والخط عديم الفقد. في هذه النماذج، يشير الحرف الكبير مثل R إلى الكمية الإجمالية المجمعة على طول الخط، بينما يشير الحرف الصغير مثل c إلى الكمية لكل وحدة طول.

خط بدون فقدان جودة الصوت

يُعدّ تقريب الخط عديم الفقد الأقل دقة؛ ويُستخدم عادةً في الخطوط القصيرة حيث يكون الحثّ أكبر بكثير من المقاومة. في هذا التقريب، يكون الجهد والتيار متطابقين عند طرفي الإرسال والاستقبال.

المعاوقة المميزة حقيقية بحتة، أي أنها مقاومة بالنسبة لتلك المعاوقة، وتُسمى غالبًا بمعاوقة الاندفاع. عند إنهاء خط عديم الفقد بمعاوقة الاندفاع، لا ينخفض ​​الجهد. على الرغم من دوران زوايا طور الجهد والتيار، تظل قيم الجهد والتيار ثابتة على طول الخط. عندما يكون الحمل أكبر من مستوى سلامة الخط  (  SIL)، ينخفض ​​الجهد من طرف الإرسال ويستهلك الخط طاقة تفاعلية (VAR). أما عندما يكون الحمل أقل من مستوى سلامة الخط  ( SIL)، يرتفع الجهد من طرف الإرسال، ويولد  الخط طاقة تفاعلية (VAR).

يُستخدم التيار المستمر عالي الجهد (HVDC) لنقل كميات كبيرة من الطاقة عبر مسافات طويلة أو لربط الشبكات غير المتزامنة. عند نقل الطاقة الكهربائية لمسافات طويلة جدًا، تصبح الطاقة المفقودة في نقل التيار المتردد كبيرة، ويصبح استخدام التيار المستمر أقل تكلفة. بالنسبة لخطوط النقل الطويلة، يمكن لهذه الخسائر المنخفضة (وانخفاض تكلفة إنشاء خط التيار المستمر) أن تعوض تكلفة محطات التحويل المطلوبة في كل طرف.

تُستخدم تقنية نقل التيار المستمر عالي الجهد (HVDC) في الكابلات البحرية الطويلة حيث يتعذر استخدام التيار المتردد (AC) بسبب سعة الكابل. ^{[ 37 ]} في هذه الحالات، تُستخدم كابلات خاصة عالية الجهد . تُستخدم أنظمة نقل التيار المستمر عالي الجهد البحرية غالبًا لربط شبكات الكهرباء في الجزر، على سبيل المثال، بين بريطانيا العظمى وأوروبا القارية ، وبين بريطانيا العظمى وأيرلندا، وبين تسمانيا والبر الرئيسي الأسترالي، وبين الجزيرة الشمالية والجنوبية لنيوزيلندا، وبين نيوجيرسي ومدينة نيويورك ، وبين نيوجيرسي ولونغ آيلاند . وقد تم إنشاء وصلات بحرية يصل طولها إلى 600 كيلومتر (370 ميلًا) . ^{[ 38 ]} 

يمكن استخدام وصلات التيار المستمر عالي الجهد للتحكم في مشاكل الشبكة. تزداد الطاقة المنقولة عبر خط التيار المتردد مع ازدياد زاوية الطور بين جهد المصدر وجهد الوجهة، ولكن إذا كانت زاوية الطور كبيرة جدًا، فقد تفقد الأنظمة عند كلا الطرفين تزامنها. ولأن تدفق الطاقة في وصلة التيار المستمر يُتحكم فيه بشكل مستقل عن أطوار شبكات التيار المتردد التي تربطها، فإن حد زاوية الطور هذا غير موجود، وتكون وصلة التيار المستمر قادرة دائمًا على نقل كامل طاقتها المقدرة. وبالتالي، تعمل وصلة التيار المستمر على استقرار شبكة التيار المتردد عند كلا الطرفين، حيث يمكن التحكم في تدفق الطاقة وزاوية الطور بشكل مستقل.

على سبيل المثال، يتطلب تعديل تدفق التيار المتردد على خط افتراضي بين سياتل وبوسطن تعديل الطور النسبي لشبكتي الكهرباء الإقليميتين. هذا أمر شائع في أنظمة التيار المتردد، ولكنه قد يتعطل عند تعطل مكونات النظام وفرض أحمال غير متوقعة على الشبكة. أما مع خط نقل التيار المستمر عالي الجهد، فإن هذا الربط سيُحقق ما يلي:

• تحويل التيار المتردد في سياتل إلى تيار مستمر عالي الجهد؛
• استخدم نظام نقل التيار المستمر عالي الجهد (HVDC) لنقل الطاقة عبر البلاد لمسافة 3000 ميل (4800 كم) ؛ 
• تحويل نظام نقل التيار المستمر عالي الجهد إلى نظام تيار متردد متزامن محليًا في بوسطن،

(وربما في مدن أخرى متعاونة على طول مسار النقل). قد يكون هذا النظام أقل عرضة للعطل في حال توقف أجزاء منه فجأة. ومن الأمثلة على خطوط نقل التيار المستمر الطويلة خط الربط البيني للتيار المستمر في المحيط الهادئ، الواقع في غرب الولايات المتحدة.

تختلف كمية الطاقة التي يمكن نقلها عبر خط نقل الطاقة باختلاف طول الخط. ويُحدد ارتفاع درجة حرارة موصلات الخطوط القصيرة نتيجةً لفقد الطاقة حدًا حراريًا. فإذا سُحب تيار كهربائي زائد، قد تتدلى الموصلات بالقرب من الأرض، أو قد ترتفع درجة حرارة الموصلات والمعدات بشكل مفرط. أما بالنسبة للخطوط متوسطة الطول التي يبلغ طولها حوالي 100 كيلومتر (62 ميلًا) ، فيُحدد انخفاض الجهد في الخط الحد الأقصى للطاقة المنقولة . وبالنسبة لخطوط التيار المتردد الأطول، يصبح استقرار النظام هو العامل المحدد. وبشكل تقريبي، تتناسب الطاقة المتدفقة عبر خط التيار المتردد تناسبًا طرديًا مع جيب تمام زاوية الطور بين الجهد والتيار عند طرفي الخط.

تختلف هذه الزاوية تبعًا لحمل النظام. من غير المرغوب فيه أن تقترب الزاوية من 90 درجة، حيث يقل تدفق الطاقة مع بقاء الفقد في المقاومة. يتناسب حاصل ضرب طول الخط في أقصى حمل تقريبًا مع مربع جهد النظام. تُستخدم المكثفات المتصلة على التوالي أو محولات إزاحة الطور في الخطوط الطويلة لتحسين الاستقرار. تقتصر قيود خطوط نقل التيار المستمر عالي الجهد على حدود الحرارة وانخفاض الجهد فقط، لأن زاوية الطور ليست ذات أهمية.

أصبح فهم توزيع درجة الحرارة على طول مسار الكابل ممكنًا بفضل أنظمة استشعار درجة الحرارة الموزعة (DTS) التي تقيس درجات الحرارة على امتداد الكابل. وبدونها، كان يتم تحديد الحد الأقصى للتيار عادةً كحل وسط بين فهم ظروف التشغيل وتقليل المخاطر. يستخدم حل المراقبة هذا أليافًا بصرية سلبية كمستشعرات لدرجة الحرارة، إما داخل كابل الجهد العالي أو مثبتة خارجيًا على عازل الكابل.

بالنسبة للكابلات الهوائية، تُدمج الألياف في قلب سلك الطور. ويتيح حل تصنيف الكابل الديناميكي (DCR) / التصنيف الحراري في الوقت الحقيقي (RTTR) تشغيل الشبكة بأقصى طاقتها. كما يسمح للمشغل بتوقع سلوك نظام النقل ليعكس التغيرات الكبيرة في ظروف التشغيل الأولية.

لضمان التشغيل الآمن والمتوقع، يتم التحكم في مكونات النظام باستخدام المولدات والمفاتيح وقواطع الدائرة والأحمال. وقد صُممت قدرات الجهد والطاقة والتردد ومعامل الحمل والموثوقية لنظام النقل لتوفير أداء فعال من حيث التكلفة.

يحتاج مشغلو الشبكة إلى اتصالات موثوقة لإدارة الشبكة ومرافق التوليد والتوزيع المرتبطة بها. يجب أن تتواصل أجهزة الحماية الحساسة للأعطال الموجودة على طرفي الخط لمراقبة تدفق الطاقة، بحيث يمكن فصل التيار الكهربائي عن الموصلات أو المعدات المعيبة بسرعة واستعادة توازن النظام. عادةً ما تكون حماية خط النقل من قصر الدائرة والأعطال الأخرى بالغة الأهمية لدرجة أن اتصالات شركات النقل العامة غير موثوقة بما فيه الكفاية، بينما لا تتوفر هذه الاتصالات في بعض المناطق النائية. قد تستخدم أنظمة الاتصالات المرتبطة بمشروع نقل الطاقة ما يلي:

• أفران الميكروويف
• الاتصالات عبر خطوط الطاقة
• الألياف الضوئية

نادرًا، ولمسافات قصيرة، تُمدّ أسلاك تجريبية على طول مسار خط النقل. ولا يُفضّل استخدام الدوائر المؤجرة من شركات الاتصالات العامة لأن توافرها ليس تحت سيطرة المشغل.

يمكن استخدام خطوط النقل لنقل البيانات: وهذا ما يُسمى بناقل الطاقة عبر خطوط الطاقة، أو اتصال الطاقة عبر خطوط الطاقة (PLC). ويمكن استقبال إشارات PLC بسهولة باستخدام جهاز راديو يعمل على نطاق الموجات الطويلة.

يمكن تضمين الألياف الضوئية في الموصلات المجدولة لخط النقل، وفي أسلاك الحماية العلوية. تُعرف هذه الكابلات باسم سلك التأريض الضوئي ( OPGW ). في بعض الأحيان، يُستخدم كابل مستقل، وهو كابل عازل ذاتي الدعم ( ADSS )، يُثبّت على أذرع خط النقل.

تحظر بعض الولايات القضائية، مثل مينيسوتا ، على شركات نقل الطاقة بيع سعة النطاق الترددي الفائضة للاتصالات أو العمل كناقل مشترك للاتصالات . وفي حال سمحت اللوائح التنظيمية بذلك، يمكن لشركة المرافق بيع سعة إضافية من الألياف الضوئية غير المستخدمة إلى ناقل مشترك.

يُعتبر نقل الكهرباء عمومًا احتكارًا طبيعيًا ، ولكنه غير مرتبط جوهريًا بتوليدها. ^{[ 43 ] [ 44 ] [ 45 ]} وتنظم العديد من الدول نقل الكهرباء بشكل منفصل عن توليدها.

كانت إسبانيا أول دولة تُنشئ منظمة إقليمية لنقل الطاقة الكهربائية . في إسبانيا، تُفصل عمليات نقل الطاقة عن أسواق الكهرباء. تتولى شركة Red Eléctrica de España (REE) تشغيل نظام نقل الطاقة، بينما تتولى شركة Operador del Mercado Ibérico de Energía – Polo Español, SA (OMEL) التابعة لشركة Omel Holding تشغيل سوق الكهرباء بالجملة. ^{[ 46 ]} ويرتبط نظام نقل الطاقة في إسبانيا بأنظمة فرنسا والبرتغال والمغرب.

حفّز الأمر رقم 888 الصادر عن لجنة تنظيم الطاقة الفيدرالية (FERC) عام 1996 ، بعنوان "تعزيز المنافسة في قطاع الجملة من خلال خدمات نقل مفتوحة وغير تمييزية من قبل شركات المرافق العامة؛ واسترداد التكاليف العالقة من قبل شركات المرافق العامة وشركات النقل" ، إنشاء منظمات النقل الإقليمية (RTOs) في الولايات المتحدة. ^{[ 47 ]} في الولايات المتحدة وأجزاء من كندا، تعمل شركات نقل الكهرباء بشكل مستقل عن شركات التوليد، إلا أن التكامل الرأسي لا يزال قائماً في جنوب الولايات المتحدة. وفي المناطق التي تم فيها الفصل بين القطاعين، يستمر مالكو شبكات النقل ومالكو محطات التوليد في التفاعل فيما بينهم كمشاركين في السوق يتمتعون بحقوق التصويت داخل منظمات النقل الإقليمية التابعة لهم. وتخضع منظمات النقل الإقليمية في الولايات المتحدة لتنظيم لجنة تنظيم الطاقة الفيدرالية .

تشمل مشاريع نقل الطاقة التجارية في الولايات المتحدة كابل كروس ساوند من شوريهام، نيويورك إلى نيو هيفن، كونيتيكت ، وخط نقل الطاقة نبتون آر تي إس من سايرفيل، نيو جيرسي ، إلى نيو بريدج، نيويورك ، والمسار 15 في كاليفورنيا. وهناك مشاريع أخرى قيد التطوير أو مقترحة في جميع أنحاء الولايات المتحدة، بما في ذلك موصل بحيرة إيري ، وهو خط نقل تحت الماء اقترحته شركة آي تي ​​سي هولدينغز، لربط أونتاريو بالجهات التي تقدم خدمات الطاقة في منطقة الربط البيني بي جيه إم. ^{[ 48 ]}

تمتلك أستراليا خط ربط واحد غير منظم أو تابع للسوق - باسلينك - بين تسمانيا وفيكتوريا . تم تحويل خطي ربط التيار المستمر اللذين تم تنفيذهما في الأصل كخطوط ربط تابعة للسوق، وهما دايركتلينك ومورايلينك ، إلى خطوط ربط منظمة. ^{[ 49 ]}

يُعدّ تحديد المستفيدين من هذه الخدمة، لضمان دفعهم للرسوم، عائقًا رئيسيًا أمام التوسع في استخدام خطوط النقل التجارية. كما يصعب على هذه الخطوط منافسة خطوط النقل البديلة المدعومة من شركات المرافق التي تحتكر أسعارها وتخضع لرقابة صارمة. ^{[ 50 ]} وفي الولايات المتحدة، سعى الأمر رقم 1000 الصادر عن لجنة تنظيم الطاقة الفيدرالية (FERC) عام 2010 إلى تذليل العقبات أمام استثمارات الأطراف الثالثة وإنشاء خطوط نقل تجارية حيثما دعت الحاجة إليها في السياسة العامة. ^{[ 51 ]}

تُعدّ تكلفة نقل الطاقة ذات الجهد العالي منخفضة نسبيًا مقارنةً بجميع التكاليف الأخرى التي تُشكّل فواتير الكهرباء للمستهلكين. ففي المملكة المتحدة، تبلغ تكاليف النقل حوالي 0.2  بنس لكل كيلوواط ساعة، بينما يبلغ سعر التوصيل المنزلي حوالي 10  بنسات لكل كيلوواط ساعة. ^{[ 52 ]}

وقد قُدّر مستوى الإنفاق الرأسمالي في سوق معدات نقل وتوزيع الطاقة الكهربائية بـ 128.9  مليار دولار في عام 2011. ^{[ 53 ]}

تشير الأدلة العلمية السائدة إلى أن الإشعاع الكهرومغناطيسي منخفض الطاقة ومنخفض التردد المرتبط بالتيارات المنزلية وخطوط نقل الطاقة العالية لا يشكل خطراً على الصحة على المدى القصير أو الطويل.

لم تجد بعض الدراسات أي صلة بين السكن بالقرب من خطوط الكهرباء والإصابة بأي أمراض، كالسرطان. فقد أشارت دراسة أجريت عام ١٩٩٧ إلى عدم وجود زيادة في خطر الإصابة بالسرطان أو أي مرض آخر نتيجة السكن بالقرب من خطوط نقل الكهرباء. ^{[ ٥٤ ]} في المقابل، أشارت دراسات أخرى إلى وجود ارتباطات إحصائية بين أمراض مختلفة والسكن أو العمل بالقرب من خطوط الكهرباء. ولم يتم إثبات أي آثار صحية سلبية على الأشخاص الذين لا يسكنون بالقرب من خطوط الكهرباء. ^{[ ٥٥ ]}

أجرت لجنة الخدمات العامة لولاية نيويورك دراسة ^{[ 56 ]} لتقييم الآثار الصحية المحتملة للمجالات الكهربائية. وقاست الدراسة شدة المجال الكهربائي على حافة مسار قائم لخط نقل كهربائي بجهد 765 كيلوفولت. بلغت شدة المجال 1.6  كيلوفولت/متر، وأصبحت المعيار المؤقت لأقصى شدة للمجال الكهربائي لخطوط النقل الجديدة في ولاية نيويورك. كما حدد الرأي جهد خطوط النقل الجديدة المبنية في نيويورك بـ 345  كيلوفولت. في 11 سبتمبر 1990، وبعد دراسة مماثلة لشدة المجالات المغناطيسية، أصدرت لجنة الخدمات العامة لولاية نيويورك بيان سياستها المؤقت بشأن المجالات المغناطيسية . حددت هذه السياسة معيارًا للمجال المغناطيسي قدره 200 ملي غاوس على حافة مسار الخط باستخدام تصنيف الموصل في الظروف الشتوية العادية. وللمقارنة، ينتج مجفف الشعر أو البطانية الكهربائية  مجالًا مغناطيسيًا يتراوح بين 100 و500 ملي غاوس. ^{[ 57 ] [ 58 ]}

تتضمن طلبات إنشاء خطوط نقل الطاقة الجديدة عادةً تحليلاً لمستويات المجالين الكهربائي والمغناطيسي على حدود مسارات النقل. ولا تُعلّق هيئات تنظيم المرافق العامة عادةً على الآثار الصحية.

ثبتت الآثار البيولوجية للتعرض الحاد لمستويات عالية من المجالات المغناطيسية التي تتجاوز 100 ميكروتسلا (1 غاوس ) (1000 ملي غاوس). في بيئة سكنية، أشارت إحدى الدراسات إلى "أدلة محدودة على التسبب بالسرطان لدى البشر، وأدلة أقل من كافية على التسبب بالسرطان لدى الحيوانات المخبرية"، ولا سيما سرطان الدم لدى الأطفال، المرتبط بالتعرض المتوسط ​​للمجال المغناطيسي بترددات الطاقة في المنازل والذي يتراوح بين 0.3 ميكروتسلا (3 ملي غاوس) و0.4 ميكروتسلا (4 ملي غاوس). تتجاوز هذه المستويات متوسط ​​المجالات المغناطيسية بترددات الطاقة في المنازل، والتي تبلغ حوالي 0.07 ميكروتسلا (0.7 ملي غاوس) في أوروبا و0.11 ميكروتسلا (1.1 ملي غاوس) في أمريكا الشمالية. ^{[ 59 ] [ 60 ]}           

تتراوح قوة المجال المغناطيسي الأرضي الطبيعي على سطح الكوكب بين 0.035  ملي تسلا و0.07  ملي تسلا (35  ميكرو تسلا - 70  ميكرو تسلا أو 350 ملي غاوس - 700 ملي غاوس)، بينما تم تحديد المعيار الدولي للتعرض المستمر عند 40  ملي تسلا (400,000 ملي غاوس أو 400  غاوس) لعامة الناس. ^{[ 59 ]}

قد يتم استخدام منظمات نمو الأشجار ومبيدات الأعشاب في حرم خطوط النقل، ^{[ 61 ]} مما قد يكون له آثار صحية .

أعلنت الحكومة الفيدرالية للولايات المتحدة أن شبكة الطاقة الأمريكية عرضة للهجمات الإلكترونية . ^{[ 70 ] [ 71 ]} وتعمل وزارة الأمن الداخلي الأمريكية مع القطاع الصناعي لتحديد نقاط الضعف ومساعدته على تعزيز أمن شبكات أنظمة التحكم. ^{[ 72 ]}

في يونيو 2019، أقرت روسيا باحتمالية تعرض شبكتها الكهربائية لهجوم إلكتروني من قبل الولايات المتحدة . ^{[ 73 ]} وذكرت صحيفة نيويورك تايمز أن قراصنة أمريكيين من القيادة السيبرانية الأمريكية زرعوا برمجيات خبيثة قادرة على تعطيل الشبكة الكهربائية الروسية. ^{[ 74 ]}

• أعلى نظام قدرة: 12 جيجاوات Zhundong – Wannan (准东-皖南) ± 1100  كيلو فولت HVDC. ^{[ 75 ] [ 76 ]}
• أعلى جهد نقل (تيار متردد):
  • مخطط له: 1.20  ميجا فولت (جهد فائق الارتفاع) على خط واردا-أورانجاباد (الهند)، ومن المخطط أن يعمل في البداية عند 400 كيلو فولت. ^{[ 77 ]}
  • على مستوى العالم: 1.15  ميجا فولت (جهد فائق العلو) على خط إيكيباستوز-كوكشتاو ( كازاخستان ) (يعمل بجهد 500 كيلو فولت)
• أكبر خط نقل مزدوج الدائرة، خط كيتا-إيواكي للطاقة (اليابان).
• أعلى الأبراج : جسر عبور نهر اليانغتسي (الصين) (الارتفاع: 345 مترًا أو 1132 قدمًا )  
• أطول خط كهرباء: إنغا-شابا ( جمهورية الكونغو الديمقراطية ) (الطول: 1700 كيلومتر أو 1056 ميلاً )
• أطول امتداد لخط نقل الطاقة: 5376 مترًا (17638 قدمًا) في امتداد أميراليك ( جرينلاند ، الدنمارك)  
• أطول كابلات الكابلات البحرية:
  • اعتبارًا من 29 ديسمبر 2023، فإن أطول خط ربط كهربائي عالي الجهد يعمل بين البر والبحر هو خط فايكنغ لينك بين المملكة المتحدة والدنمارك بطول 765 كم، متجاوزًا خط نورث سي لينك بطول 720 كم.
  • وصلة بحر الشمال ، (النرويج/المملكة المتحدة) – (طول الكابل البحري: 720 كيلومترًا أو 447 ميلًا )
  • نورنيد ، بحر الشمال (النرويج/هولندا) – (طول الكابل البحري: 580 كيلومترًا أو 360 ميلًا )
  • باسلينك ، مضيق باس ، (أستراليا) – (طول الكابل البحري: 290 كيلومترًا أو 180 ميلًا ، الطول الإجمالي: 370.1 كيلومترًا أو 230 ميلًا )
  • كابل البلطيق ، بحر البلطيق (ألمانيا/السويد) – (طول الكابل البحري: 238 كيلومترًا أو 148 ميلًا ، طول كابل التيار المستمر عالي الجهد : 250 كيلومترًا أو 155 ميلًا ، الطول الإجمالي: 262 كيلومترًا أو 163 ميلًا )
• أطول الكابلات الأرضية:
  • مورايلينك ، ريفرلاند / صنرايزيا (أستراليا) – (طول الكابل تحت الأرض: 170 كيلومترًا أو 106 أميال )

• غريغسبي، إل إل، وآخرون. دليل هندسة الطاقة الكهربائية . الولايات المتحدة: مطبعة سي آر سي. (2001). رقم ISBN 0-8493-8578-4
• هيوز، توماس ب. ، شبكات الطاقة: الكهرباء في المجتمع الغربي 1880-1930 ، مطبعة جامعة جونز هوبكنز، بالتيمور 1983، رقم ISBN 0-8018-2873-2، نظرة عامة ممتازة على التطور خلال الخمسين عامًا الأولى من الطاقة الكهربائية التجارية
• رايلي، هيلين (2008). ربط البلاد - الشبكة الوطنية لنيوزيلندا 1886-2007 . ويلينغتون: ستيل روبرتس.  376 صفحة. ISBN 978-1-877448-40-9.
• بانسيني، أنتوني ج، إي إي، بي الخطوط الكهربائية تحت الأرض . الولايات المتحدة: شركة هايدن للكتاب، 1978. ISBN 0-8104-0827-9
• شركة وستنجهاوس إلكتريك، " براءات اختراع نقل الطاقة الكهربائية؛ نظام تسلا متعدد الأطوار ". (نقل الطاقة؛ نظام متعدد الأطوار؛ براءات اختراع تسلا )