Дальние передачи сверхвысокого напряжения

Линии электропередач сверхвысокого напряжения. Расщепление фазы

Линии передачи сверхвысокого напряжения являются системообразующими, так как образуют единую энергосистему государства и обеспечивают энергетическую связь с соседними странами. Основное назначение таких линий заключается в минимизации потерь при передаче больших мощностей. По это причине к линиям передачи сверхвысокого напряжения предъявляются особые требования. И одно из конструктивных решений, которое способно обеспечить высокую надежность линии - расщепление фазного провода.

Расщепленная фаза представляет собой конструкцию из нескольких проводов, ориентированных в пространстве таким образом, что они находятся в вершинах правильных треугольников. В настоящее время фазы сверхвысокого напряжения расщепляются следующим образом:

1. 330 киловольт - по два провода в фазе.
2. 500 киловольт - по три провода в фазе.
3. 750 киловольт - по четыре провода в фазе.
4. 1150 киловольт - по восемь проводов в фазе.

Расщепление фазы не только значительно увеличивает надежность линии, но и увеличивает пропускную способность, уменьшает генерацию помех (при высокочастотной связи) и способствует снижению потерь из-за коронных разрядов.

Конструктивные особенности линий электропередачи сверхвысокого напряжения

Одной из конструктивных особенностей сверхвысокой линии передач является увеличенные габариты, визуально заметны расстояния между фазными проводами и землей, между фазными проводами, а также большая длина изоляционных гирлянд.

Длина изоляторов определяется величиной рабочего напряжения без учета внешнего или внутреннего перенапряжения, а их количество определяется, как отношение рабочего напряжения к длине пути утечки единичного изолятора. Величина пути утечки зависит от материала, из которого сделан изолятор и его формы, а удельная длина утечки находится в диапазоне от 1,3 - 1,35 см/кВ

Опоры для линий передач сверхвысокого напряжения изготавливаются из металлических ферм или железобетона, иногда эти материалы комбинируются. Все опоры делятся на одностоечные, портальные (двухстоечные) и многостоечные. Для линий 500 кВ применяются портальные опоры (в качестве промежуточных) с горизонтальным расположением фазных проводов, с расстоянием между ними 12 метров. Линии 330 кВ могут быть двухцепными и одноцепными (в отличии от линий 50 кВ, которые могут быть только одноцепными), в этом случае применяют свободностоящие опоры. Для линий 750 кВ применяются портальные опоры с оттяжками, а также V-образные на оттяжках, а для линий 1150 кВ V-образные типа ПОГ 1150 кВ.

Внушительные размеры опор линий передач сверхвысоких напряжений, обусловлены не только требованиями изоляционных расстояний между фазными проводами и землей, но они также должны способствовать уменьшению воздействия напряженности на живые организмы, находящиеся в пределах линий. Напряженность линии зависит от класса напряжения линии и может составлять от 5 до 25 киловольт на метр. Допустимый уровень - 5 киловольт на метр, а более высокие наносит ущерб здоровью человека, если не использовать специальную защиту.

Основные параметры линий передачи сверхвысокого напряжения

К основным параметрам линий передачи сверхвысоких напряжений относятся:

1. Удельное активное сопротивление.
2. Удельное индуктивное сопротивление.
3. Удельная активная проводимость.
4. Удельная емкостная проводимость.
5. Волновое сопротивление линии сверхвысокого напряжения.
6. Коэффициент распространения линии сверхвысокого напряжения

Удельное активное сопротивление рассчитывается по следующей формуле:

$r0 = r0опр / n,$

где, r0опр - удельное погонное сопротивление провода; n - количество проводов фазе.

Формула для расчета удельного индуктивного сопротивления выглядит следующим образом

$Хо = 0,1445 * lg * (Дсг / rэкв) + (0,0157 / n)$

где, Дсг - среднегеометрическое расстояние между фазами; rэкв - эквивалентный радиус провода.

Удельная активная проводимость:

Рисунок 1. Формула. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

где, Ркоп0 - удельные среднегодовые потери активной мощности на коронный разряд; Uном - номинальное напряжение.

Удельная емкостная проводимость рассчитывается следующим образом:

Рисунок 2. Формула. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Выражение для расчета волнового сопротивления линии сверхвысокого напряжения выглядит следующим образом

Рисунок 3. Формула. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

где,

Z0 = r0+jx0; Y0 = g0+jb0; hB = [(-1)-(-2)] - аргумент волнового сопротивления (градусы).

Коэффициент распространения линии сверхвысокого напряжения:

$y = a + iБ$

где, Б - коэффициент затухания; a - коэффициент фазы, который показывает ее изменение на единице длины.