Трехфазная воздушная линия электропередачи

Трехфазная воздушная линия электропередачи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано при проектировании , сооружении и эксплуатации линий электропередачи высокого напряжения . Цель изобретения - повышение экономичности путем снижения потерь электроэнергии и улучшения ее качества, а также улучшение условий для передачи по линии высокочастотных сигналов, Для этого линия выполнена следующим образом, среднегеометрическое расстояние от одной из фаз линии до двух других фаз и высота ее подвеса равны соответственно расстоянию между этими двумя фазами и среднегеометрической высоте их подвеса. В середине линии эти две фазы меняют взаимное расположение. 2 ил. С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 Н 02 G 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{21) 4662461/07

{22) 13.03,89 (46) 07.09.91. Бюл. М 33 (71) Киевское отделение Украинского государственного и проектно-конструкторского института "Тяжпромэлектропроект", и

Киевский отдел комплексного проектирования Украинского отделения Института энергетических систем и электрических сетей

"Энергосетьпроект" (72) В.И,Мозырский и А,П.Берман (53) 621.315. 1(088.8) (56) Брацлавский С.Х., Гершенгорн А.И., Лосев

С.Б. Специальные расчеты электропередач сверхвысокого напряжения. — М,: Энергоатомиздат, 1985, с.312.

Авторское свидетельство СССР

М 1415308, кл, Н 02 G 7/00, 1986, Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к конструкциям трехфазных воздушных линий электропередачи, и может быть использовано при проектировании, сооружении и эксплуатации линий электропередачи высокого напряжения (ВЛ).

Цель изобретения — повышение эконот мичности путем снижения потерь электроэнергии и улучшения ее качества, а также улучшение условий для передачи по линии высокочастотных сигналов.

На фиг. 1 представлена схема расположения фаз на линии; на фиг. 2 — эскиз расположения фаз на промежуточной опоре.

Фаза 1 (фиг. 1 и 2) расположена так, что значения Dig и 01з расстояний от нее до двух других фаз 2 и 3 и расстояние Dn меж„„5U „„1675990 A 1 (54) ТРЕХФАЗНАЯ ВОЗДУШНАЯ ЛИНИЯ

ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

{57) Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано при проектировании, сооружении и эксплуатации линий электропередачи высокого напряжения. Цель изобретения — повышение экономичности путем снижения потерь электроэнергии и улучшения ее качества, а также улучшение условий для передачи по линии высокочастотных сигналов. Для этого линия выполнена следующим образом; среднегеометрическое расстояние от одной из фаз линии до двух других фаз и высота ее подвеса равны соответственно расстоянию между этими двумя фазами и среднегеометрической высоте их подвеса. В середине линии эти две фазы меняют взаимное расположение. 2 ил. ду фазами 2 и 3 находятся в соотношении

D12D13 = D23. Фазы 2 и 3 меняют взаимное расположение в середине линии (фиг, 1).

Фазы 1, 2 и 3 подвешены на поддерживаю- О щих гирляндах изоляторов 4, которые при- О креплены к траверсам 5, установленным на стойке 6 (фиг. 2). Значения h1, hz и 1тз высот ( подвеса фаз 1, 2 и 3 соответственно фиг. 2) находятся в соотношении h1 = fh2hg.

Указанные соотношения с высокой степенью точности выполняются, например,по линии 220 кВ, на опорах (фиг. 2) длиной тРаВЕРС !тр1 = 1тр2 = !трЗ = 2,8 М И ВЫСОтаХ кРеплениЯ тРавеРс к стойке опоРы Ьтр1 = 18 м, hz=21,5 м и Ьз = 5 м. При этом опора состоит из типовых элементов (стойка, траверсы).

Минимизация степени несимметрии ВЛ заключается в минимизации значений по1675990

1LII1

1LO1 I . мин

-ъ мин

|Уо1 I соответствии с f ) Y1II

15 (1) ю

- — х

YlI Il

YoII

1 а а

20 1а а

1 1 1 а|э а1г а|| а а а12 а а (8), 30 (ф =ю a+ + + — (a» +й) -(а», +Лц гонных сопротивлений, определяющих падения напряжения в схемах замещения ВЛ обратной и нулевой последовательностей, которые вызваны током, протекающим в схеме замещения прямой последовательности (соответственно ZII1 и Zo1), а также погонных проводимостей, определяющих токи в схемах обратной и нулевой последовательностей, обусловленные напряжением прямой последовательности (соответственно У||1 и Уо|). Математически эти условия могут быть записаны в виде;

В

Lll1 — ((! ||+ а! юг+а зз)+ 2(а 12+а! 1з+! гз)

1 .2

3 (2)

LoI t(LII + а Е.22 +3LD )- (а(-12+а L13+L23), 3 (3) где а - -0,5 + j 2 — оператор поворота.

V3

В выражениях (2) и (3) значения собственных и взаимных сопротивлений в фазных координатах определяют соответственно h0 формулам;

Ь! - 0,05+) 0.145 Ig/Ъ| (4)

4k - 0.05+! 0,1451g (5)

О||| где Оз 1000 м — глубина возврата тока, Рэ| — эквивалентный радиус фазы |;

DI» — расстояние между фазами I и к.

Учитывая, что р 1 =рг =/ъз и что две фазы в середине линии меняют взаимное расположение, для предлагаемой линии уравнения (2) и (3) можно записать в виде:

LIl1- (а Ig +s Ig — — +Ig + а D3 О: Оз

012 013 D23

+(3 Ig — +а Ig —,-+Ig ) (6)

Оз Оз Оз

01з D12 Огз

4n- — — (аIg +a Ig — -+Ig +

05 Оз 2 Оз Оз

D12 01з 02з

+ aIg — +а Ig — —,+Ig ). (7)

СЪ 2 Оз Оз

01З 012 Огэ

/ — - 7

Так как (/0120|э = Огз, то после несложных преобразований уравнений (6) и (7) получаем LII1=Lo1=0.

Таким образом, в предложенной линии будет отсутствовать несимметрия, вызванная неодинаковостью расстояний между фазами.

Матрица проводимостей ВЛ в системе

10 симметричных составляющих беэ учета грозозащитных тросов определяется выражением:

Yll У|о

Уэ- Я Уфз- Y„, YlIo

Yol Уоо

25 где собственная а|| и взаимные а|ь потенциальные коэффициенты определяются по формулам а|| =41,4 10 !9

Нц (9)

)Ъ| аа = 41,4 ° 10в Ig —

Н|| (10)

Dik

В формулах (9) и (10) Ня — расстояние между фазой I и ее зеркальным отображением относительно земли; Н|» — расстояние между

35 фазой I и зеркальным отображением относительно земли фазы к. С учетом провисания проводов в пролете

Н||-2 (hl -2/3 f ) (11) 40 Н|к -(й|+Ь||-4/)f) +Dlk -(Ь!-hk)2-4hl hk-8/3f х х (|1|+ ц)+16/9f +0!k 4hl hk, (12) где hl и Ь» — высоты подвеса соответственно иК;

f — средневзвешенное значение стрелы провеса проводов фаз.

На первом участке линии (фиг. I) матрица Уф может быть выражена следующим образом:

1675990

I Ф I

atz =а!э;а1Э =<1г агЭ =агЭ, ai =Г

Qz =aha:аээ- и (штрихом обозначены потенциальные коэффициенты второй половины ВЛ), матрица

5 /

Уф второй половины линии имеет вид:

I уф =co (14) Из уравнений (8), (13) и(14) после несложных преобразований можно получить два последние минимизирующие условия(1) в виде:

30 (+2(a+2 )(b1 +be)+2bezhaa+b)+ >0

+ Я + 2 6г bez + 2 Й hu + 4 Й be) -+ 0 (15)

Уо +Уо = =((a — a )(bez+hu)30

25 — (а — ае ) (й + Й ) + 4 -1 4 + 2 bez u— Л Ьээ — ц 6аг — 2 Л1 be ) -+ 0 (16) Значения а и а значительно превышают значения Ж, be, bez, Ьээ. Поэтому, пренебрегая малыми величинами второго порядка, условия (15) и (16) могут быть представлены следующим образом:

bez+hu =0 {1Л

b1+й =0 (18)

При одинаковой стреле провеса для всех

35 трех фаз, учитывая (9), следует

hz- — f

bez =агг — а — — 41,4 10 1д 2 (19) в 3

Ь - 3 f 40 аз — 3 1

Ьээ =аээ — a> =41,4 ° 10 1д (20)

hi — — f

Формула (17) принимает вид: . 45

3)(э 3)

2 2

А2 +kg =414 1д Ig =0 (h> — — f)

3 (21) SO или (hz - — f) (пэ - — f) - (131 - — т) .

2 2 2

3 3 3 (22)

Решая уравнение (22) относительно h1, получаем:

h> - — f+

-F (fl hz 1 э). (23) В в ы раже н ии (13) а =аи, а =агэ, bez =а г — аи, hu =

=а:и — са А> =аа — а 1;й =ag -ар0определитель матрицы аф, Учитывая, что — г yhz ha — — hz f — -h3f

9 3 3

Правая часть выражения (23) при всех реально возможных значениях 1ф и Ьэ може быть аппроксимирована функцией hzhz, являющейся первым членом разложения функции F(f1hzha) в ряд Маклорена при фиксированных значениях hz и Ьэ, Как показывают расчеты, относительная ошибка аппроксимации при реальных значениях аргументов функции для ВЛ различных классов напряжений не превышает 1 .

Таким образом, равенство (17) с достаточной степенью точности достигается при соотношении высот подвеса ь =v% ьз. (24)

При горизонтальном расположении фаз уравнение (24) выполняется автоматически.

Иэ уравнения (10) следует:

А1 =а г -агэ =41,4 10б Ig, Н г 0гэ

Нгэ -0и . (25) ь QQ113 3— ж =41 4 ° 1061 Н1э 0гэ

Нгэ ° 01э (26)

При этом формула (18) приобретает вид:

1+ г 414 . 1061 и э гэ 0

Нгэ 0 1г 01э (27) Так как 0гэ = 01г01э, имеем

Нгэ - Н3гН1э (28)

С учетом (12) формула (28) легко преобразуется в формулу (24). Таким образом, подвес фазы 1 на высоте, равной среднегеометрическому значению высот подвеса фаэ 2 и 3 практически полностью исключает несимметрию по обратной и нулевой последовательности, вызванную разной высотой подвеса фаз.

Следует отметить, что при наличии на

ВЛ грозозащитных тросов соотношение значений высот подвеса фаэ (24) не является оптимальным с точки зрения симметрии линии. Однако большое количество ВЛ выполняется без гроэозащитных тросов. К ним относятся ВЛ напряжением 35 кВ и ниже и

1675990

Фы" /

Составитель Jll, Январева

Редактор О, Хрипта Техред M,Моргентал Корректор О, Кравцова

Заказ 3008 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

ВЛ 110 кВ на деревянных опорах. Допуска: ется также сооружение ВЛ 110...500 кВ без грозозащитных тросов в районах с числом грозовых часов в году не менее 20, в районах с плохо проводящими грунтами, а также в районах с расчетной толщиной стенки гололеда более 20 мм.

ВЛ согласно предлагаемому изобретению имеет существенно лучшие показатели сИмметрии, чем известная ВЛ, Как показыaàþò произведенные расчеты, козффициентЫ несимметрии по току обратной и нулевой последовательности линии с предложенным расположением фаз в 3 и более раз

Меньше, чем линии прототипа, Указанный эффект достигается за счет оптимального расположения фаз в пространстве. Размеры технико-экономического эффекта зависят от характеристик линии (напряжения, длины, передаваемой мощности и т,д.), Формула изобретения

Трехфазная воздушная линия электропередачи, содержащая выполненные с транспозицией фазы, среднегеометрическое расстояние от первой из которых до двух оставшихся фаз равно расстоянию между оставшимися фазами, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью повышения экономичности путем снижения потерь электроэнергии и улучшения ее качества, а также улучшения условий для передачи по линии высокочастотных сигналов, транспоэиция l5 выполнена между упомянутыми оставшимися фазами в середине линии, а среднегеометрическая высота подвеса этих фаз равна высоте подвеса первой упомянутой фазы, |