Файл: Мельников, Н. А. Проектирование электрической части воздушных линий электропередачи 330-500 кВ.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 111

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Основой, объединяющей тепловые и гидравлические электро­ станции Центральной Сибири, являются двухцепная линия элек­ тропередачи 500 кВ от Кузнецкого бассейна до Иркутска про­

тяженностью 2 000

км

и ряд радиальных и кольцевых линий

500 кВ, связывающих

эту основную магистраль

с крупными

гидравлическими

и тепловыми электростанциями.

К 1971 г.

объединенная энергосистема Центральной Сибири имеет в экс­ плуатации 4 тыс. км линий 500 кВ. Мощность ОЭС Сибири к на­ чалу 1971 г. достигла 13 000 МВт. Северо-Казахстанская объеди­ ненная энергосистема создается в 1965—1975 гг. на базе мощ­ ных тепловых электростанций, использующих экибастузские угли, и гидроэлектростанций Иртышского каскада, связанных линиями 500 кВ. Эта система линиями 500 кВ будет связана через район Южного Урала с Единой европейской энергосисте­ мой и через районы Алтая с энергосистемой Центральной Си­ бири. Средне-Азиатская объединенная энергосистема также ис­ пользует линии 500 кВ, связывающие энергетические объедине­ ния Таджикистана, Узбекской и Туркменской республик с юж­ ной частью Казахстана и Киргизской ССР.

Развитие техники передачи энергии по воздушным линиям электропередачи после 1891 г., когда была введена в эксплуа­ тацию первая в мире трехфазная электропередача 15,2 кВ, 200 кВт, 175 км «Лауфен — Франкфурт», характеризовалось не­ прерывным ростом напряжения линий, мощности и дальности передачи электроэнергии.

К 1910 г. были освоенылинии 100кВ,к 1920 г. — линии220кВ. Со второй половины 30-х годов в США появляются первые ли­ нии сверхвысокого напряжения — линия 287,5 кВ Гувер Дэм — Лос-Анджелес, в 1952 г. в Швеции вводится первая линия 380 кВ Гарспренгет — Хальсберг, с 1953 г. в США начинается сооружение линий 330—345 кВ. В 1956 г. в СССР введена в экс­ плуатацию электропередача 400 кВ длиной 891 км Волжская ГЭС имени В. И. Ленина — Москва, а в конце 1959 г. в Совет­ ском Союзе введена в промышленную эксплуатацию первая в мире электропередача 500 кВ Волжская ГЭС имени XXII съез­ да КПСС— Москва; в 1965 г. в Канаде введена в эксплуатацию первая в мире линия 735 кВ длиной 600 км, в 1967 г. в СССР

введена линия 750 кВ Конаковская ГРЭС — Москва, в 1969 г. в США введена в эксплуатацию первая линия 765 кВ.

Прогресс воздушных линий электропередач за последние не­ сколько десятков лет можно видеть из табл. В-1.

Величина пропускной способности одной цепи воздушной ли­ нии электропередачи различного напряжения характеризуется табл. В-2.

Пропускная способность передачи является основным пара­ метром, определяющим ее технико-экономические показатели, в первую очередь стоимость передачи 1 кВт-ч электрической энергии.

2

11


Если снижение потерь энергии в данной линии электропере­ дачи и сохранение ее к. п. д. в приемлемых пределах определя­ ют пропускную способность линии, главным образом, в эконо­ мическом отношении, то при передаче переменным током суще­ ствуют также технические факторы, определяющие предельную пропускную способность передачи, и возникает проблема сохра­ нения устойчивости параллельной работы электростанций, сое­ диненных длинной линией электропередачи.

Для повышения устойчивости работы передачи должны быть использованы мероприятия, повышающие величины э. д. с. в на­ чале и конце передачи н уменьшающие значение суммарного реактивного сопротивления электропередачи (параллельные це­ пи, расщепление проводов, продольная емкостная компенсация, переключательные пункты и др.).

Втечение последних двух-трех десятилетий достигнуты боль­ шие успехи в обеспечении устойчивости параллельной работы электростанций и значительно повышена пропускная способ­ ность длинных линий электропередачи. В прошлые годы повы­ шение напряжения линий электропередачи было связано, глав­ ным образом, с увеличением длины линии. Чаще всего это бы­ ло вызвано необходимостью передачи электроэнергии от уда­ ленной гидроэлектростанции.

Внастоящее время положение изменилось. Мировая выра­

ботка электроэнергии с 1940 по 1965 г. увеличилась в 7 раз. В СССР выработка электроэнергии за последние 25 лет увели­ чилась в 17 раз. Рост выработки электроэнергии сопровождает­ ся процессом концентрации ее производства и потребления. Мощность агрегата тепловой электростанции увеличилась с 25— 50 МВт до 300—500—800 МВт. В течение 1958—1965 гг. в СССР

Т а б л и ц а В-1

Показатель линии

Год

 

 

 

 

 

1937

1915

1920

1952

I960

1965

 

 

Напряжение, кВ

10

ПО

220

380

500

750

Количество стали на 100 км 200

30

14

5,3

3,7

1,5

линии, кг/кВт

 

 

 

 

 

 

Количество алюминия на 100 км

16

5

2,5

1,3

1,2

1,1

линии, кг/кВт

 

 

 

 

 

 

Ширина

полосы отчуждения

13

30

34

66

75

75

трассы,

м

 

 

 

 

 

 

Высота

опоры, м

12

27,5

33,5

49,7

56

40

Мощность двухцепной линии, 5

80

320

1 200

2 000

5 000

МВт

 

 

 

 

 

 

 

Удельное использование трас­ 0,42

2,6 6

9,40

18,2

26,7

36

сы, МВт/м

 

 

 

 

 

 

12


Т абл и ц а В-2

Напряжение линни, кВ

Число проводов в фазе и их се­ чение, мм2

Внешний диаметр провода, мм

Экономическая плотность тока, А/мм2

Экономическая пропускная спо­ собность линии, МВт

Предельная дли­ на линии пере­ дачи, км

Удельные капи­ тальные вложе­ ния, руб/кВткм

Стоимость пере­ дачи 1 кВт-ч на расстоянии 100 км, коп.

!

 

1

 

 

1

 

 

по

1X70

11,4

14,6

До 80

0,24

0,1—0,15

154

1X150

17,0

м

45,5

150—250

0,16

0,04—0,06

220

1X240

21,6

1,0

92,0

200—400

0,12

0,027—0,038

330

2X330

24,2

1.0

376,0

600—700

0,06

0,020—0,028

380

2X480

30,2

0,75—1,0

474-630

700—900

0,05

0,020—0,026

400

3x330

24,2

0,75—1,0

515—685

800—1 000

0,05

0,020—0,024

300

3X480

30,2

0,75—1,0

940—1 250

1 000—1 200

0,035

0,014—0,016

750

4x712

37,1

0,75—1,0

2 700—3 000

2 000—2 200

0,025

0,004—0,005

введено 12 агрегатов мощностью по 300 МВт, начато сооруже­ ние электростанции с агрегатами мощностью 500 и 800 МВт. Мощность тепловых электростанций увеличилась с 300— 600 МВт до 1000—1 800 МВт, сооружаются электростанции с ко­ нечной мощностью 2400—4 800 МВт. В 1966—1970 гг. введено в эксплуатацию 37 агрегатов мощностью по 200 МВт, 58 агре­ гатов мощностью по 300 МВт, 1 агрегат мощностью 500 МВт и 1 агрегат мощностью 800 МВт.

К началу 1971 г. в СССР находилось в эксплуатации 26 теп­ ловых электростанций с установленной мощностью по 1 000 МВт и выше (до 2400 МВт).

Увеличение мощности линий электропередачи в экономичес­ ком отношении приводит к повышению ее напряжения. Пропус­ кная способность линии электропередачи пропорциональна квад­ рату ее напряжения, стоимость же самой линии и оконечных подстанций электропередачи увеличивается почти линейно с на­ пряжением. В итоге стоимость удельных капитальных затрат и

стоимость передачи 1

кВт-ч на заданное расстояние падает при

 

 

увеличении

мощности переда­

поп/'//Втим

 

чи и повышении ее напряжения

 

 

(табл. В-2 и

рис. В-1 и В-2).

 

 

В этом заключена экономиче­

 

 

ская основа перехода к линиям

 

 

сверхвысокого напряжения в

 

 

современных

энергосистемах.

 

 

Помимо вопросов передачи

 

 

больших

количеств

электро­

 

 

энергии от мощных электро­

электропередачу для линий

различного

станций к потребителям, что

является

основной

причиной

Рис. В-І. Удельные капиталовложения в

сооружения

линий

электропе-

класса.

 

13


ноп/нВт- V

 

 

 

редач сверхвысокого напряже­

0,10 -

k

 

 

 

 

ния,

не меньшее значение име­

 

 

 

 

ют

требования

объединения

 

I

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

энергосистем и создания меж­

0,08 -

I

 

 

 

 

системных энергетических свя­

I

 

 

 

 

зей,

которые

благоприятству­

 

1

 

 

 

 

-

1

 

 

 

 

ют строительству линий элект­

0,06 -

1

 

 

 

 

ропередачи сверхвысокого на­

\

 

 

 

 

-

\>

 

 

 

пряжения.

 

 

 

 

\

 

 

 

Лишь при создании объеди­

0,0#

 

\

 

 

 

ненных энергетических систем,

 

\

 

 

 

 

 

йѵ

 

 

 

связывающих

на

параллель­

0,02,

 

ч .

'vp

 

ную работу электрические стан­

 

 

 

 

 

ции крупнейших районов стра­

 

 

 

 

 

 

ны

и далее при

объединении

__ 1

І_

 

 

J ___I этих энергосистем

в масштабе

0

 

200

Ш

600

800 НВ

всей страны или большой части

Рис. В-2. Стоимость передачи 1 кВт ч па

ее территории (например,евро­

пейская часть Союза, Сибирь,

расстояние

100 км

для

линий

различного

класса.

 

 

 

 

 

Средняя Азия), можно обеспе­

 

 

 

 

 

 

чить наиболее

полное и целе­

сообразное использование гидроэлектростанций с неравномер­ ным стоком, добиться увеличения их установленной мощности и повышения использования в пиковой части графика нагрузки объединенной энергосистемы.

Без строительства линий электропередачи сверхвысокого на­ пряжения и создания объединенных энергосистем невозможно рациональное использование гидроэлектростанций с резким се­ зонным изменением выработки электрической энергии.

Исключительно важное значение имеет соединение линиями электропередачи достаточной пропускной способности гидро­ электростанций, имеющих различные гидрологические режимы. Например, объединение линией 500 кВ Братской и Красноярской ГЭС позволяет использовать сезонную энергию Красноярской ГЭС.

Создание крупных энергетических систем и строительство мощных линий электропередачи позволяет строить крупные гид­ равлические и тепловые электростанции в быстром темпе и наи­ более экономно, передавая в систему избытки дешевой энергии, которые всегда могут возникнуть в первые годы после пуска электростанции вследствие отставания развития новых нагрузок.