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

Электрические характеристики линий, сопоставляемых в табл. 5-9, не оди­ наковы, хотя и имеют одинаковое суммарное сечение проводов фазы при од­ ном, двух, трех и четырех проводах в фазе. При расщеплении уменьшается реактивное сопротивление, увеличивается емкость, повышаются натуральная мощность и пропускная способность электропередачи.

Исследования, проведенные во Франции, показали, что годовые расходы при передаче 800 МВт на цепь линии 380 кВ являются наименьшими при ис­ пользовании расщепления на три провода, при 600 МВт на цепь — при расщеп­ лении на два или на три провода и при 400 МВт на цепь — на два провода. При мощности передачи 600—800 МВт на цепь применение одиночных прово­ дов увеличивает годовые расходы на 5,5—8%, и лишь при мощности 400 МВт на цепь годовые расходы при применении одиночных и сдвоенных проводов примерно одинаковы.

Более точное исследование, учитывающее не только стоимости линии и их эксплуатационные расходы, но и разницу в стоимости компенсирующих уст­ ройств (установок продольной компенсации, синхронных компенсаторов, шунтовых реакторов) и полные годовые издержки, приводит к еще более четкому выводу об экономичности применения расщепленных проводов для дальних электропередач сверхвысокого напряжения. В итоге экономических сопостав­ лений ряда стран сделан вывод об экономичности применения расщепленных проводов для дальних электропередач сверхвысокого напряжения. При рас­ щеплении провода на два в Швеции стоимость передачи оказалась на 2—14% ниже стоимости передачи при нерасщепленных проводах. Исследование, про­ веденное в США, также подтвердило экономическую целесообразность приме­ нения расщепленных проводов для напряжения 345 кВ при нагрузке свыше 500 МВт на цепь; при увеличении длины линии граница применения расщеп­ ленных проводов (по мощности) снижается. На сессии Американского инсти­ тута инженеров-электриков высказывались определенные суждения об эко­ номичности применения расщепленных проводов, и за последние годы в США можно отметить поворот ряда энергетических управлений в сторону примене­ ния расщепленных проводов. В Канаде высказывается определенное мнение, что при длине линии выше 400 км, мощности линии выше 100 МВт на цепь и напряжении выше 230 кВ является обязательным применение расщепленных проводов. К аналогичным выводам пришли энергетики Западной Европы, где для линий сверхвысокого напряжения применяются, как правило, расщеплен­ ные провода (два, три и четыре параллельных провода в фазе). С советской точки зрения очевидны экономические и технические преимущества примене­ ния расщепленных проводов для линий 330—500 кВ. Сопоставление механиче­ ских, электрических и экономических характеристик линий 220 кВ и 275— 380 кВ с одиночными и расщепленными проводами дано в докладе № 414 па сессии CIGRE в 1956 г. Приводим для иллюстрации данные трех французских линий 380 кВ. Все три линии построены на однотипных опорах «кошка» высо­ той 29 м (табл. 5-10).

Выбор числа проводов расщепленной фазы и расстояния между ними яв­ ляется комплексной задачей, поскольку они определяют выбор марки прово­ дов, высоту опоры и пролет между проводами, потери на корону, индуктивное сопротивление линии, т. е. фактически все основные ее параметры.

120

Глава шестая

КОРОННЫЙ РАЗРЯД И МЕРОПРИЯТИЯ ПО УМЕНЬШЕНИЮ ПОТЕРЬ ЭНЕРГИИ

ЛИНИЙ

ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Во время подъема напряжения в начальной стадии, предшествующей возникновению короны, на проводах линий электропередачи возникают местные пред­ варительные разряды малой мощности, не имеющие устойчиво­ го характера.

При достаточной протяженности провода с большой кривиз­ ной токи местных разрядов суммируются, но будут еще очень малы.

Постепенное повышение напряжения в определенный момент приведет к скачкообразному увеличению тока коронного разря­ да. Вследствие этого на проводах начинают наблюдаться харак­ терные для явления коронного разряда потрескивания и шумы, а при дальнейшем повышении напряжения и фиолетово-голубое свечение.

Разность потенциалов, при которой начинается явление ко­ роны, носит название начального напряжения коронного раз­ ряда.

Величина начального напряжения короны зависит от геомет­ рических размеров электродов, расстояния между ними и со­ стояния поверхности провода. Начальные напряжения короны могут быть определены по градиентам потенциала электричес­ кого поля у поверхности электродов с малыми радиусами кри­ визны.

В лабораторных условиях наиболее точно определение ам­ плитудной начальной напряженности Е 0 (кВ/м) электрическо­ го поля, соответствующего появлению общей короны, может быть произведено по известной эмпирической формуле Пика, полученной на основании обобщения и анализа эксперименталь-

122

ных данных для двух гладких цилиндрических параллельных проводов с одинаковым радиусом:

воздуха б, а средние значения величины б находятся в непосред­ ственной зависимости от высоты трассы линии электропередачи над уровнем моря. Кроме того, величина б изменяется в течение суток и в еще большей степени зависит от времени года. В Си­ бири и на Дальнем Востоке среднегодовое значение плотности воздуха на 10—15% выше, чем в южных районах Советского Союза. Поэтому в северных и северо-восточных районах, как следует из формулы (6-1 ), величина До будет соответственно выше и условия работы линий электропередачи, с точки зрения короны, будут более благоприятными.

Напряжение начала общей короны на гладких цилиндричес­ ких проводах пропорционально начальной напряженности элек­ трического поля провода. На витых проводах, применяемых на линиях электропередачи, наличие проволок внешнего повива приводит к усилению электрического поля вблизи их поверхно­ сти и снижению величины начального напряжения короны по сравнению с цилиндрическими проводами.

Снижение начальных градиентов короны на гладких чистых витых проводах учитывается добавлением в уравнение (6-1 ) ко­ эффициента гладкости т, который равен отношению начального напряжения короны на витом проводе U'0 к начальному напря­

жению короны на гладком цилиндрическом проводе £/0:

^0

Витая поверхность провода деформирует электрическое по­ ле только в непосредственной близости от его поверхности. На этом участке происходит значительно более быстрый, чем у глад­ ких проводов, спад напряжения, приводящий к снижению на­ чального напряжения общей короны. С увеличением количества проволок во внешнем повиве сталеалюминиевых проводов на­ чальное напряжение общей короны повышается и в пределе ко­

123

до 0,97 (рис. 6-1). В среднем коэффициент гладкости т, как показывают экспериментальные исследования, может быть при­

цессе измерений начальное напряжение короны фиксировалось только в тех случаях, когда вспышка короны одновременно по­ являлась как на чистой поверхности, так и на сохранившихся местных неоднородностях. Возникновение короны, так же как и в случае гладких цилиндрических проводов, сопровождалось резким всплеском тока короны, высокочастотных колебаний в токе, потерь мощности и радиопомех.

Экспериментальные значения коэффициента гладкости при­ ведены в табл. 6-1 .

Начальные градиенты общей короны (кВ/м, амплитудные

124