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

17-2 ИЗОЛЯЦИЯ ТРОСОВ

Если трос полностью изолирован, то его изоляция должна быть выбрана на наибольшее рабочее напряжение, которое может возникнуть на тросе в процессе эксплуатации линии. Это может быть напряжение, вызванное ем­ костной связью с проводами линии.

Это напряжение можно определить, если действие земли заменить дей­ ствием зеркально отраженных проводов с соответствующими напряжениями обратного знака. Тогда для каждой цепи линии получается система, состоя­ щая из шести проводов с заданными напряжениями относительно земли, в электрическом поле которой находится рассматриваемый трос (рис. 17-1).

Заряды qa, ць и qc на проводах могут быть определены из соответствую­ щих уравнений Максвелла. В случае симметричной системы напряжений пря­ мой последовательности и симметричного расположения проводов на опоре эта система уравнений может быть представлена в следующем упрощенном виде:

где

426

Предполагая трос тонким и расположенным строго по эквипотенциальной поверхности, можно определить напряжение на нем относительно земли:

с

(17-25)

Изменение очередности следования фаз приводит к сопряженному значе­ нию напряжения на тросе.

Напряжение на тросе в неполнофазном режиме работы линии зависит от состояния отключенного провода. Если провод изолирован, то вначале сле­ дует определить некоторое среднее напряжение, которое возникнет на этом проводе на всей длине цикла транспозиции, а затем воспользоваться исход­

ными уравнениями для определения величин g a , g b и g c . Если провод соеди­

нен с землей, то напряжение на нем можно принять равным нулю. Кроме то­

выражением, что при определении э. д. с., наведенной в режиме нормальной работы линии, в данном случае можно получить следующую расчетную фор­ мулу для режима однофазного короткого замыкания:

Полученная формула одинаково справедлива для каждого троса линии. Наибольшее напряжение, наведенное через емкостную связь, возникает на длине одного шага транспозиции. В частности, в нормальных режимах ра­

боты линии 400 кВ это напряжение составляет 31 кВ, а для линий 220 кВ — 9 кВ. Следовательно, для изоляции тросов на линиях 400 кВ требуется при­ менение гирлянд изоляторов типа П-4,5, в то время как на линиях 220 кВ достаточно одного изолятора П-4,5.

эксплуатацию линий. Поэтому нежелательна полная изоляция тросов на ли­ ниях 400 кВ и выше без заземления.

Наведенная путем электромагнитной индукции суммарная э. д. с. в ре­ жиме однофазного короткого замыкания зависит от непрерывной длины тро­ са. На длине полного цикла транспозиции, которая для линий 400 кВ может быть принята равной 250 'км, при токе 5 000 А суммарная продольная э. д. с. может достигать сравнительно большой величины — 45 кВ. При этом необ­ ходимая величина искрового промежутка должна обеспечить, кроме изоляции троса в нормальном режиме работы, сохранение грозозащитных характерис­ тик линии и самопогасание дуги сопровождающего тока после пробоя искро­ вого промежутка. В указанных условиях необходимая величина искрового про­ межутка для линий 400 кВ и выше должна быть установлена дополнительно. Эксперимент должен также подтвердить достаточную надежность грозоза­ щитного действия троса при принятых условиях.

Указанное выше значение суммарной продольной э. д. с. может быть лег­ ко снижено путем деления троса на участки меньшей длины.

При длине заземленного в одном месте троса около 10 км суммарная про­ дольная э. д. с. не может привести к появлению напряжения на тросе отно­ сительно земли выше 1 кВ. Для изоляции троса при этом достаточно одно­

427

Г л а в а во сем н ад ц атая

ПЕ Р С П Е К Т И В Ы

ПО В Ы Ш Е Н И Я

НА П Р Я Ж Е Н И Я И П Р О П У С К Н О Й С П О С О БН О С ТИ

ЛИ Н И Й С В Е РХ В Ы С О К О ГО

НА П Р Я Ж Е Н И Я

Подсчеты проектных и исследователь­ ских организаций намечают существенное увеличение выработки электроэнергии на следующее десятилетие.

Соответственно должно осуществляться развитие электросе­ тей, которое будет идти на базе централизации выработки элек­ троэнергии на крупных тепловых и эффективных гидравличе­ ских электростанциях, на базе объединения энергосистем, вы­ теснения мелких и неэкономичных энергоустановок и широкого охвата обжитой территории СССР электросетями.

За десятилетие 1971—1980 гг. значительно возрастет протя­ женность линий электропередачи энергосистем напряжением 35 кВ и выше. На каждый мегаватт мощности, вводимой на элек­ тростанциях, должно быть введено 2,1 км линий электропере­ дачи напряжением 35 кВ и выше.

Следует отметить систематическое повышение с каждым де­ сятилетием доли протяженности линий электропередачи напря­ жением 330 кВ и выше: в 1960 г. — на 4%, в 1970 г. — на 6%,

в 1980 г. — на 11%. Ежегодный ввод линий электропередачи энергосистем напряжением 35 кВ и выше в 1960—1970 гг. достиг 28—30 тыс. км, в следующем десятилетни он должен быть уве­ личен до 35—40 тыс. км.

Программой КПСС намечено осуществить создание Единой энергетической системы СССР. Для этой цели должны быть

42Ѳ

щее время наивысшим напряжением является 500 кВ, напряже­ ние 750 кВ вводить не предполагается.

В последние годы в энергетическом хозяйстве страны проис­ ходит интенсивное развитие объединенных энергосистем, что выдвигает ряд сложных технико-экономических проблем, свя­ занных с планированием, проектированием и эксплуатацией сверхмощных объединений. Одной из таких проблем является выбор следующей за 750 кВ ступени напряжения для системо­ образующих линий электропередачи.

Наиболее остро эта проблема возникает для большинства ОЭС страны, использующих в настоящее время систему напря­ жений 35, ПО, 220 и 500 кВ, где введение напряжения 750 кВ нецелесообразно ввиду малого соотношения натуральных мощ­ ностей линий 500 и 750 кВ (900/2 200 МВт).

Исследования, связанные с проектированием, сооружением и эксплуатацией первых электропередач 750 кВ в СССР и за рубежом показали возможность создания и освоения в следую­ щем десятилетии 1971—1980 гг. оборудования и передач пере­ менного тока напряжением до 1 200 кВ. Институт Энергосетьпроект счел необходимым определить предварительные технические и экономические характеристики передач переменного тока 1 000—1 200 кВ, выбрать их номинальное напряжение, оценить их возможную область применения и ориентировочные сроки.

430

В проведенном цикле работ сопоставлялись два уровня но­ минальных напряжений, согласованных с промышленностью — 1 000 и 1 150 кВ с соответствующими значениями максимальных рабочих напряжений 1 050 и 1 200 кВ и натуральных мощностей

3 500—3 900 и 4 400—5 200 МВт.

Более высокое чем 1 150 кВ напряжение в исследованиях Энергосетьпроекта не рассматривалось, так как не закончены исследования, показывающие физическую возможность создания воздушных линий и оборудования на напряжение класса 1 500— 1800 кВ переменного тока.

При выборе проводов, типа расщепления и расстояния меж­ ду фазами воздушной линии напряжением 1 000 кВ и выше до­ пустимая величина радиопомех от короны имеет решающее значение. Варьируя расстояние между фазами и конструкции фазы для каждого сечения проводов, можно получить значе­ ние предельного градиента по поверхности проводов, допу­ стимого по условиям радиопомех для данного участка трассы линии.

На рис. 18-1 представлена зависимость максимальной допу­ стимой напряженности средней фазы для линий с горизонталь­ ным расположением фаз от радиуса провода. Отмечается замет­ ное снижение допустимой напряженности поля на поверхности проводов с ростом их диаметра. Предварительные расчеты по­ казывают, что при намечаемых допустимых кратностях внутрен­ них перенапряжений 1,91/ф для напряжения 1 000 кВ и 1,8Л/ф для напряжения 1 150 кВ междуфазные расстояния для линий 1000 кВ лежат в пределах 20—26 м и для 1 150 кВ — в преде­ лах 22—30 м. По условиям радиопомех для линий 1 000 кВ мо­ гут быть применены конструкции фаз 4ХАСО-1300, 6ХАСО-600 и 6ХАСО-500 и для линий 1 150 кВ — конструкции фаз

8ХАСО-500, 8ХАСО-400, 8ХАСО-300.

Оптимальная экономическая нагрузка, дающая наименьшие

0,8—0,9 А/мм2. Суммарное сечение проводов в фазе для линий 1000 кВ в дальнейших исследованиях принято 2 600—2 800 мм2 (6ХАСО-500) и для линий 1 150 к В — 2 800—3 800 мм2 (8Х

ХАСО-400). С ростом номинального напряжения целесообразно увеличение числа расщепленных проводов в фазе.

Предварительный выбор допустимой кратности внутренних перенапряжений для передач сверхвысокого напряжения был произведен исходя из принципа пропорционального изменения номинального напряжения электропередачи и линейных разме­ ров промежутков. Исследование условий работы разрядников и вероятности перекрытия подстанционных промежутков позво­

431