ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ДВУХЦЕПНЫХ ЛИНИ

 

ПОД- СЕКЦИЯ 5. Металлургия и энергетика. 

М.П. Плотников

аспирант ФГБОУ ВПО «БрГУ»

 

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ДВУХЦЕПНЫХ ЛИНИЙ

 

Повышение эффективности функционирования ДВЛ переменного тока возможно путём усовершенствования конструкции самой линии. Одним из способов усовершенствования конструкции линии является "расщепление" проводов в каждой фазе на несколько электрически связанных между собой проводников; при этом индуктивное сопротивление линии уменьшается, а ёмкостная проводимость увеличивается.

Расщепление проводов применяется для устранения появления протяженного коронного разряда. Появление коронного разряда не только вызывает дополнительные потери в проводах, но и создает дополнительные искажения первоначально синусоидальной формы тока, на работу с которыми сети переменного тока не рассчитаны.

Традиционное конструктивное исполнение существующих высоко­вольтных линий характеризуется, во-первых, фиксированным расстоянием (40 см) между расщепленными, по условиям ограничения коронного разряда, проводами фаз и, во-вторых, увеличенными междуфазными рас­стояниями по сравнению с минимально необходимыми по условию обеспе­чения надежной работы линий электропередачи[1].

Обычно в каждой фазе ВЛ напряжением 6—220 кВ подвешивают по одному проводу, ВЛ 330 кВ —два провода, расположенных горизонтально, ВЛ 500 кВ — три провода по вершинам треугольника, ВЛ 750 кВ — четыре провода по углам квадрата или пять проводов по углам пятиугольника, ВЛ 1150 кВ — восемь проводов по углам восьмиугольника. Однако при необходимости увеличения пропускной способности линии число проводов может быть увеличено вне зависимости от класса напряжения линии [1].

При необходимости рядом с фазными проводами подвешивается один или несколько грозозащитных тросов.

Основным назначением расщепления фазы является увеличение пропускной способности и снижение коронирования ВЛ.

При расщеплении фазы увеличивается эквивалентный радиус:

 

 а – расстояние между проводами.

Из формулы видно, что   мало зависит от сечения провода, а основным фактором является изменение количества проводов в фазе. Поскольку   Индуктивное сопротивление провода уменьшается, что подтверждается формулой [2]:

 

 С увеличением снижается напряжение электрического поля вокруг фазы и потери мощности на коронирование. Но возрастает емкость ВЛ и соответственно емкостная проводимость увеличивается

Работы, выполненные в течение последних 20 - 25 лет в Санкт-Петербургском государственном техническом университете и СЗО института "Энергосетьпроект" [2, 3], показали, что при отказе от ограничений рас­стояний между проводами технически возможно и экономически целесооб­разно создание электропередач произвольно увеличенной натуральной мощ­ности, индуктивное сопротивление которых обратно пропорционально числу проводов в фазе. Соответственно натуральная мощность у таких линий будет пропорциональна числу проводов в фазе. В [2] отмечается, что при таком конструировании линии увеличивается число проводов в фазе сверх мини­мального, что приводит к уменьшению индуктивного сопротивления на 25-50%. Связанное с этим повышение натуральной мощности воздушных линий позволяет существенно расширить области применения электропередач по передаваемой мощности и по-новому решать проблему обеспечения баланса реактивной мощности в электротехнических комплексах и системах.

Изменением числа проводов в фазе обеспечивается возможность созда­ния воздушных линий повышенной пропускной способности, без использо­вания каких-либо дополнительных источников реактивной мощности (син­хронных компенсаторов, статических тиристорных компенсаторов, конден­саторных батарей и т.п.).

Для компенсации избыточной зарядной мощности линий электропере­дачи, функционирующих в режиме холостого хода или слабой загруженно­сти, используют управляемые шунтирующие реакторы трансформаторного типа [4, 5].

Недостатком этого способа является его малая пригодность для дейст­вующих линий электропередачи, так как это потребует замены проводов на всем протяжении трассы ВЛ, что сопряжено со значительными финансовыми затратами. Расщепление фазных проводов воздушных линий приводит к уве­личению эквивалентного радиуса провода, что на многих действующих ВЛ недопустимо из-за несоблюдения расстояний между токоведущими частями и конструкцией опоры, которые регламентированы в ПУЭ [6].

 

Литература:

  1. Ю. П. Шкарин, Высокочастотные тракты каналов связи по линиям электропередачи (часть2). — М.: НТФ "Энергопрогресс", 2001. — 72 с.; ил. [Библиотечка электротехника, приложение к журналу "Энергетик". Вып. 8(32)].
  2. Александров Г. Н. Передача электрической энергии переменным током. - Л.: Энергоатомиздат, 1990. - 176 с.
  3. Новые средства передачи электроэнергии в энергосистемах./ Под ред. Г.Н.Александрова. - Л.: ЛГУ, 1987. - 232 с.
  4. Силовые трансформаторы: Справ, книга/ Под ред. С.Д. Лизунова и А.К. Лоханина. - М.: Энергоиздат, 2004. - 616 с.
  5. Александров Г.Н., Лунин В.П. Управляемые реакторы. — 2-е изд. — СПб.: Центр подготовки кадров СЗФ АО «ГВЦ Энергетики», 2004. - 212 с.
  6.  Правила устройства электроустановок. (7-е издание), С-П.; «Деан», 2002г.
  7. Плотников М.П., Снижение потерь электрической энергии в районных сетях. Научные исследования современности. Сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции «Научные исследования современности. Выпуск 3». – Киев: НАИРИ, 2011. – С56-59