Электропередача переменного тока

Электропередача переменного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических республик

О П И С А Н И Е ()566288

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l) Дополнительное к авт. свид-ву №(22) Заявлено 21,03,74 (21) 2006496/07 (5l) М. Кл.

Н 02 J 3/00 с присоединением заявок № 2033021/07

204 1 129/07 (23) Приоритет 12.06.74; 08.07. 74

Гасударственный комитет

Совета Мнинстрав СССР ив делам иэабретеиий н открытий (43) Опубликовано 25,07,77.Бюллетень М 27 (45) Д,ата опубликования описания 02.09.77 (53) УДК 621.315,5..3 16.3,06 1 (088,8) В, М. Постолатий В. A. Веников, Ю. Н. Астахов,.

Г, В. Чалый и Н. П, Калинин (72) Авторы изобретения

Отдел энергетической кибернетики AH Молдавской CCP (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Предлагаемая электропередача переменного тока относится к области электроэнергетики.

Известна электропередача переменного тока, содержашая линию электропередачи (ЛЭП), связываюшую трехфазные сети и выполненную из нескольких многопроводных цепей, размешенных на одной опоре и прикрепленных к траверсе через изолятор, а также коммутируюшие аппараты и компенсирующие устройства.

Недостаток известной электропередачи переменного тока - отсутствие фазового сдвига между векторами напряжения трех фаэных систем, Кроме. того, у известных двухцепных ЛЭП взаимное влияние цепей друг на друга, несмотря на то, что цепи! разнесены между собой на достаточно большое расстояние, приводит к ухудшению параметров фаэ линии, уменьшению пропускной способности электропередачи и снижению технико-экономических показателей, К тому же известные линии электропередачи оказывают сильное экологическое влияние.

Предлагаемое изобретение предназначено для ликвидации укаэанных недостатков . двухцепных ЛЭП и увеличения их пропускной способности, а также повышения технико-экономических показателей путем сближения одноименных фаз, принадлежаших раэличнь|м цепям; и, следовательно, самих трехфазных цепей линии до минимально допустимого расстояния эа счет устранения между д ними конструктивных элементов опор и подключения цепей линии к треифаэным системам напряжений, между которыми устанаво ливают регулируемый (в пределах 0-180 ) или фиксированный (120, 180о) фазовый

15 сдвиг.

Это достигается благодаря тому, что провода одноименных фаз указанных много» проводных цепей сближены между собой и

20 подсоединены к трехфазным сетям и между векторами нх напряжений обеспечен фазовый сдвиг. (Хепи линий электропередачи могут раэ. мешаться на опорах и могут выполняться

25 воздушными. или кабельными.

Для обеспечения оптимального режима электропередача может быть снабжена фазорегуляторами и устройствами глубокого регулирования напряжения и частоты, подключенными к началу и концу линии и в 5 точках промежуточного отбора мощности.

Электропередача может быть снабжена устройствами плавного регулирования угла фазового сдвига между векторами напряжений систем, напряжений линий и частоты или ц» устройствами дискретного регулирования угла фазового сдвига между векторами напряжений систем, напряжений линий и частоты, Для обеспечения высокой динамической устойчивости. электропера дача может быть т5 снабжена источниками реактивной мощности, подключенными к линии электропередачи в промежуточных точках, и тормозными сопротивлениями, подключенными через выклю.чатели и искровые промежутки в начале и 29 в конце линии.

Электропередача для увеличения предела передаваемой мощности и диапазона регулирования может быть снабжена конденсаторными батареями, установленными вдоль линии 25 между одноименными фазами цепей, и реакторами, установленными между каждой иэ фаз и одной иэ разноименных фаз другой цепи.

Для контроля параметров режима элект- 30 ропередвчв может быть снабжена измерительно-информационными датчиками от системы автоматического управления, подключенными к каждой фазе в начале, в конце линии и в промежуточных ее точках. 35

Промежуточные потребители электропередачи подсоединяют к многопроводным цепям посредством коммутирующих аппаратов. ,Пля обеспечения фиксированного угла сдвига между трехфазными системами векто- 4О о ров напряжений, равного 120, провода ука- занной линтти электропередачи могут быть подсоединены к шинам трехфазных сетей следующим образом: первые два сближенные провода линии — один к шине Л, в второй - 45 к шине В; вторые два провода - один к ши не В, второй - к шине С; третьи два провода - один к шине С, а второи — к шине Л.

Лля дискретного изменения фазового сдвига напряжений между трехфазньтми системами с шагом 120 электропередача моо жет быть снабжена в начале, в конце и в точках промежуточного отбора мощности дополнительными трехфазными переключателями кругового переключения фвз на одной из цепей.

Для дискретного изменения фазового сдвига напряжений между трехфазнылти систелтами с шагом, равным,0 электропередача ,, о может быть сттабжетта трех«фазттт.тлттт транс60

566 288

Ъ форматорами с переключателями групп соединений, включенными в начале, B конце линии и в точках присоединения промежуточных энергосистем.

Трансформаторы электропередачи могут быть выполнены с различными коэффициентами трансформации.

Для установления наименьшего расстоя-. ния между фазами каждой пары проводов линии электропередачи, фазы, составляющие каждую пару, могут располагаться по одну сторону конструктивнЬтх частей опоры (стойки, траверсы). для фиксации расстояния между фазами каждой пары проводов линии между ними могут устанавливаться изолирующие рас-, порки. для уменьшения габаритов опоры провода каждой фазы линии с помощью изоляционных элементов могут быть зафиксированы относительно конструктивных элементов опоры.

Лпя предотвращения пляски проводов между парами проводов могут быть установлены стягивающие изоляционные элементы. для симметрирования параметров всех фаз может быть осуществлена транспозиция фаэ линии, составляюших пары, и транспоэиция цепей. ,Пля максимально возможного увеличения пропускной способности электропередачи все ее фазы могут быть расположены по одну сторону конструктивных элементов опоры и сближены между собой до минимально допустимого расстояния.

Зля эффективного использования пространства, отведенного для лтттттттт, и полосы отчуждения в каждой группе сближенных двух фаз, принадлежацтих разным цепям, на мини. мально допустимое расстояние может быть приближена одна из фаз третьей цепи, причем подключение к передающей системе вначале линии и к приемной системе в котше линии, а также в точках промежуточного отбора мощности осуществляется через фазосдвигаюшие устройства TQK, чтобы сдвиг напряжений между сблттженнылти фазами находился о в пределах 0-120

Лля сохранения габаритов опор и каждой группе сближенных трех фаз, принадлежащих трем цепям, на минимально допустимое расстояние лтожет быть приближена одна из трех фаз четвертой тт .пи, причем подключет«ие в начале и и котше:шшш осу««тест««лттетстт через фазосдштгаюши» устройства так, чтобы сдвиг между сближетптыми фа:«алттт находился и предела х 0 — ст 0 .

Для ут«етт«««еттия кр««тич«ской длины и уиеличс пня диапазона рот у;тироиания зарядной лтошносги элслгроттсрсда «Q .ожег быT« и«т566 28

5 полнена из трех двухжильных кабелей, подключенных в начале, в конце и в точках промежуточного отбора к фазосдвигаюшим устройствам, от которых к каждым двум жилам кабеля подведены напряжения с векторами, о ,сдвинутыми между собой на угол 0 - 180 .

Электропередача может быть выполнена фз трех трехжильных кабелей, подключенных в начаце, в конце и в промежуточных точках к фазосдвигаюшим устройствам, обеспе- 10 чиваюшим фазовый сдвиг между напряжениями о жил кабеля в пределах 0 - 120, причем угол между системами трех векторов напряжений всех трех кабелей остается равным 120 . 15

Для уменьшения емкостных токов в оболочках кабеля оболочки соединены между собой и заземлены. ,Пля образования фильтра прямой последовательности из сопротивлений проводов линий электропередача может быть снабже» на дополнительным комплектом разъединителей, присоединенных в начале и в конце линии ко всем ее фазам.

На фиг 1-6 изображены принципиальные электрические схемы электропередачи; на фиг. 7-28 — опоры, элементы подвески проводов и фиксации их в пролете для предлагаемой электропередачи (различные варианты исполнения для разных классов напряжения);

30 на фиг. 29-32 — электропередача с кабельной линией (различные варианты), Предлагаемые электропередачи переменного тока названы управляемыми полуразомкнутыми ЛЭП или автоматически управляемыми

35 электропередачами повышенной пропускной способности полуразомкнутого тина с кибернетическим управлением, или управляемыми электропередачами с усиленным и регулируемым электромагнитным влиянием трехфазных

40 цепей.

На фиг. 1 показана схема предлагаемой электроперадачи. Каждая трехфазная цепь в начале и в конце линии электропередачи

Я5 присоединена к трехфазным шинам А, В, С с помощью фазосдвигаюших устройств 1, осушествлякицих регулирование фазового сдвига векторов напряжения и частоты. Со стороны передающей системы 2 устройства

1 обеспечивают фазовый сдвиг систем векторов напряжений "A, О, U одной с пепи относительно системы векторов напря(1 ° ( жений другой цепи U, 0, О на угол & в пределах Π— 180, причем подключение устройства 1 к линии осушествляе вся так, чтобы к каждой паре сближенных фаз линии подводились напряжения от фазосдвигающих устройств 1, принадлежаших разным линиям, т.е. к паре проводов 3-6 под° I водились вектора напряже ий ui u U „° к паре проводов 4-7 - вектора О и Ц, 1 к паре проводов 5-8 - вектора 3 и U

С помошью фазоповоротных устройств 1, установленных в конце линии электропередачи обеспечивается объединение обеих цепей линии на обшие трехфазные шины приемной сис темы 9.

B качестве устройств 1 применяются устройства, обеспечиваюшие непрерывное или дискретное изменение фазового сдвига векторов напряжений. Непрерывное изменение угла сдвига систем напряжений осушествляет

Ья с помошью различных фазорегуляторов трансформаторного типа с подмагничиванием, а также устройств, выполненных по схемам с использованием переключателей под на

:грузкой.

Дискретное изменение угла фазового сдвига систем векторов напряжений цепей линии может быть осушествпено, например, о с шагом 30 путем переключения группы соединения трансформаторов, питаюших линии, о и с шагом 0 и 120 путем переключения фаз линии.

С помошью схемы, изображенной на фиг. 2, можно изменить фазовый сдвиг между системами векторов нап яжений цепей ступенями О, 120 и 180 путем переключения группы соединения трансформаторов

На одной из цепей. Одна цепь включается в работу с помошью выключателя 10. Угол9 о

0 между системами векторов напряжении цепей обеспечивается при включениои выключателей 11 и 12. Угол 8 = 120 обеспе» чявается при отключении выключателей 11„

12 и включении выключателей 13, 14. о

Угол 9 180 обеспечивается при отключении выключателей 14 и включении выклю чателя 15. Пля указанных трех ступеней угла на фиг. 2 показаны векторные диаграммы напряжений каждой пары фаз.

На фиг. 3 изображена схема переключения фаз линии электропередачи, с помошью которой обеспечивается изменение угла сдвига систем векторов напряжений цепей с ша- гом в 0 и 120 . Одна из цепей подключена к энергосистеме выключателями 16.

Угол 9 = 0 обеспечивается путем, включения выключателей 17. Угол & = 120 обес ю печивается при отключении выключателя 17 и включении выключателя, 18.

На фиг. 4 изображена схема электропередачи, с помошью которой обеспечивается не регулируемый фиксированный сдвиг системы векторов напряжений одной цепи по отношению к другой на угол О 120 путем кругового пересоединения фаз иа одной из цепей, при этом сближенными фазами, со ставляюшими пары, являются фазы А-В, B-C, С-А, и показаны векторные диаграм566 288 мы напряжений фаз. Обе пепи включаются в работу с помошью выключателей 19, 20, Нерегулируемый фазовый сдвиг между системами векторов напряжений цепей, рав« о ный & = 180, обеспечивается с помошьк» трансформаторов, ус гановленных в начале и в конце каждой цепи, причем трансформаторы .Т-ой цепи должны иметь группу соединения, например, двенадцатую, в трансформе торы Ц -ой цепи- шестую. В общем случае трансформаторы, установленные на 1 -ой и

Ц-ой цепях линии, можно выбирать с оди- наковыми или. с разными коэффициентами

° трансформации, что обеспечивает работу цепей линии при одинаковых или разных классах напряжения. При этом одна из це-" пей может быть использована в качестве распределительной.

Описанные схемы позволяют при необходимости осушес гвлять промежуточный отбор мошности от предлагаемойлинии или присоединять к ней йромежуточные энергосистемы.

Все промежуточные присоединения осушеслвляют или к обеим цепям, или к каждой из них в отдельности. На фиг, 5 показано присоединение к линии электропередачи промежуточной энергосистемы 21 с помошью фазосдвигаюшего устройства Х и устройств

22 и 23 промежуточного 1отбора мошности, от первой и второй цепей раздельно. Для обеспечения надежного электроснабжения потребителей, подключенных к одной цепи, предусматривается автоматическое включение резервного питания от другой цепи с помощью выключателя 24, включаемого при . отключении основного питания от первой цепи.

Для осушествления комплексного,управления нормальными и переходными режимами! предлагаемой электропередачи, кроме фвзоповоротных устройств, между одноименными фазами устанавливаются. конденсаторные ба

Фареи. 25 (cM. фиг. 1), между каждой из указанных фвз и разноименной фазой другой цепи - реакторы 26, расположенные вдоль линии, а также подключаются регулирующие и упрввляюшие устройства (см. фиг. 6)быстродействующие источники 27 реактивной мошности, компенсируюшие устройства

28, устанавливаемые вдоль линии, устрой« ства 29, устанавливаемые по концам линии электропередачи и обеспечиваюшие глубокое регулирование напряжения и частоты элект. ропередачи. В аварийных режимах предусмат риввется псдключение к линии тормозных сопротивлений 30 с помощью выключате « лей 31.

По концам линии предусматривается пофазная зашита от коротких замыканий. Линейные выключатели имеют пофвзное управ8 ление. Для селективного действия защит устанавливаются различные установки на выключателях обоих цепей, а также предусматривается двукратное автоматическое пов торное включение.

На линии электропередачи осушествляеч ся непрерывный контроль параметров с помощью измерительно-информационных датчиков 32 (см. фиг. 6) ° Информация о пащ раметрах режима ЛЭП, а также о параметрах передающей 2 и приемной 9 систем пе редается в систему 33 автоматического управления, где эта информация перерабатывается и сопоставляется с установленными параметрами и характеристиками, а затем (в соответствии с критериями и алгоритмами управления) система автоматического управления начинает воздействовать йа все регулируюшие и коммутирующие эле

М .менты электропередачи. Начальная установка заданных параметров и критериев, а так же коррекция алгоритмов управления элек-, тропередачей осуществляется по.каналу 34 (см. фиг, 6).

И Предлагаемая конструкция линии электр ропередачи, схемы ее соединения и управле. ,ния обеспечивают большую пропускную спо» собность электропередачи и ее высокие технико-экономические показатели, значи® . тельно превосходяшие аналогичные показа» тели известных ЛЭП.

Пропускная способность предлагаемых линий электропередач определяется формулой: ф ф где 0, О - напряжение в,начале и в койце линии (соответственно);

- угол между векторами напря жйи„и О

4$

7с - волновое сопротивление

1? - длина линии; .о — волновая длина линии.

Волновое сопротивление Z — одна из

С основных характеристик линии и определяе .

50 ся формулой: (2)

ASS

ape L9 Ср- эквивалентная индуктивность и рабочая емкость фвз линии (соответственно) °

Йля предлагаемой линии электропередачи при равенстве по величине токов, протекаюших по I -ой и П -ой цепям, значения па5 1 < < 2 é 8

39

L,= 1.„ "М, „Е

10 (g) где (C - составляющие эквивалентной сО<Г > соХ индуктйвности и рабочей емкости фаз (соответственно), обусловленные геометрическими размерам! самих фаз (радиусом проводов, .ц)агом и числом расщепления) и среднегеометрическим расстоянием (D„ ) между двумя другими фазами цепей;

М, С 1 — составляющие

15 эквивалейтной индуктивности и рабочей емкости фаз (соответственно), обусловленные магнитным и электрическим влиянием цепей линии друг на друга, которое зависит от расстояния между цепями, т.е. от рас стояния между сближенными фазами в каждой паре, обозначенными с!с . При установке между одноименными фазами разных цепей конденсаторных батарей, а между разHoHMBHHIIMH фазами - разных цепеи реакто25 ров, емкость и индуктивность последних учитываются как составляю)цие MI II и С

& - угол между системами векторов напряжений цепей линии (между векторами напряжений каждой пары сближенных фаз),,Пля эквивалентной индуктивности обобщен» ная формула 3, показывающая зависимость ее величины от указанных факторов, имеет вид: . где Рэ - эквивалентный радиус провоДа ((9361 ) ° ф

-И Q - среднегеометрическое расстоя ср. ние л(ежду рассматриваемой фазой I -Ой цепи и двумя другими фазами, принадлежащими 1I - A цепи;

d - расстояние между сближенныс ми фазами.

Из формулы 5 следует, что чем меньше расстояние между сближенными фазами d, т,е. чем меныие расстояние между цепями, тем большее значен(e имеет вторая составляющая пндуктивпости, которая для минимально попустимых значений расстояний между сближенными фазами достигает 30,;- от величины первой составляющей. От геометрических расстояний зависит и составляющая рабочей емкости С поэтвму при нам<<пении угла 9 от 0 по

1>30 (как следует из формул 3 и 4) в широких препелах изменяются в л(!чины эк1)ив<< !<:. 1! !!ОЙ lln)!уктивпосч i g и ра<<О lt. и

Преимушество ЛЭП с фиксированным (нерегулируемым) значением угла сдвига между системами векторов напряжений lleo пей в пределах 180 > & > 00 по сравнению с обычными ЛЭП заключается только в пропускной способности.

Для ЛЭП с регулируемым фазовым сдвигом между системами векторов напряжений цепей при изменении передаваемой мопп(ости в пределах ниже (0,(3-0,55). Р,д„

55 нор)(альпые режи)иы выдерживаются путем глубокого регулирования напряжения с помощ)..ю устройств 29, установлении..)х по конпам линии, и с помощью кол()к tt<;ttpyK

11!их уст! <Ойс тt) 2 1 > уст<< !10! >1< цп. < х B t) 01) t>

60 пинии раметров L и С в обобии ппол(ви(1<):<лЭ Р пи<:1,!1)<аютс)! как емкости С ), а также величины <чн))10<<ого 00)t!)Î 1 1!<<Íe)IHß и п1>0!<Уск)10!< с!10< 01

При 9 = 1. ЙО 1!Э1! обла пает r(t(tttt (01) tной и);!>уктииностью> мак< ималыlои et )KÐñ t t»>, наименыиим волковым сопроти<<лен)(ел(и наиболыией пропускной способностью, превышающей пропускную способность Обычных двухцеппых ЛЭ!1 в I,2-1,5 ра«<1. о

Г!ри 9 = 0 ЛЭП обладает наилtettt шей рабочей емкостью и минимальной пропускной способностью, а также на:<меньг шей зарядной мощностью (6 = 2 U ( ).. поэтому для нее требуется неболыиач мошность компенсирующих реакторов(О< р ), подключаемых к линии для выравнивания уровня напряжения при работе ее в режиме холостого хода и прп незначительнь)х нагрузках, В связи с этим в предлагаемой линии электропередачи возможно регулио рование угла 8 в пределах от О, когда о линия мало нагружена, до 1R0 когда о пропускная способность линии в 1, 2-1,5 раза больше, чем обычных ЛЭП, при этом удельная мощность компенсирующих реакторов (кил овар на киловатт пере давае мой активной мощности) предложенной 1!Э11 в

l,6-1,8 раза меныие, чем обычных двухцепных ЛЭП того же напряжения, В результате достигается существенное снижение капитальных затрат. Кроме того, регулирование угла между системами векторов напряжений цепей позволяет вести режим линии оптимально в процессе ее работы при изменении величины передаваемой мощности в пределах, составляющих <4045",о от максимальной величины . Это позволяет достичь существенного улучшения технико-экономических показателей электропередачи при изменении передаваемой

MoIlIHocTH в пределах от максимальной величины Р,„д„с до величины (0,6Р макс.!

"! !r> pw8

При установке на линии дополнительных конденсаторных батарей 25 и реакторов 26 (см. фиг. 1) последние можно регулировать в диапазоне от нулевого до номинального значения их реактивной мощности за счет измеонения фазового сдвига в пределах 0—

120 .

Для ЛЭП с нерегулируемым (фиксированным) значением угла между системами векторов на ;ряжений цепей. ведение режи- <О мов при изменении величины передаваемой мощности можно осуществлять с помощью ком и регулируюших устройств, установленных вдоль линии, и устройств глубокого регулирования напряжения, уста- ts

pîâëåHHûõ по концам линии электропередачи.

При выполнении электропередачи с двумя воздушными линиями (см, фиг. 7-28) каждая линия состоит из трех проводов: 2Ф провода 3-5 составляют одну трехфазную цепь, а провода 6- 8 — другую. Провода могут быть одиночные и расшепленные. Фазы электропередачи сгруппированы тремя парами проводов: 3-6, 4-7, 5-8. Между 25 фазами каждой пары исключены конструктивные элементы опоры, их разделяет только воздушный промежуток, Все три пары проводов располагаются в горизонтальной

>, (см. фиг. 7-14) или в вертикальной плоскости (см. фиг. 25) по вершинам треугольника — неравностороннего (см. фиг. 1 5-18 и 24) или равностороннего(см. фиг.19 и

20).

В качестве опор для предлагаемых ЛЭГ1

35 предусматриваются портальные П-образные (см,фиг.7-13 и 25) опоры типа" рюмка" (см. фиг.14 и 24), одностоечные (см. фиг. 15-20) и портальные с оттяжками (см. фиг.23), с траверсами обычными

ЛО (см. фиг. 7-12, 14-18, 20 и 25) или изолирующими (см. фиг. 13, 19, 23 и 24).

Провода каждой пары сближены между собой. Расстояние !. между ними (см. фиг.7) ! должно быть минимально допустимым по

45 условию диэлектрической прочности воздуха при длительном действии наиболылего рабочего напряжения, достигаюшего меж ду сближенными фазами величины двойного

so фазного напряженил, а также с у !г том о;действия коммутационных перенапряжений.

Значения >!ил!!малько допустимь!х расстолKHH Ivtoжд$ сбл11ж< 11!!ыми фаза>м11 c " !ото.".1 указанных условий, полученные рас 1РТ!11.!м путем, составл лют приблизительно О, 203 м для ЛЭ1! 3". КВ, 075 08 м длл

ЛЭП 110 КВ, 1,5>-1,6> м длл ЛЭ11 22>l >xi), 2,1-2,4 м длл .:1Э!! 330 КВ, 3,,>-:3,8 длл ЛЭ!1 500 к13,,".,3-1>,О м rt)!;; Jl -1!

750 кР, 9,5- 1 Р,0 л! длл ЛЭ11 l 1 51 к! .

Г асстолние I, (cM,фиг. 7и 1. 5>) между отдельными парами фаз определяется с учетом наличия между этими парами консттруктивнь>х элементов стойки опор 35 (см.фиг. 7 и 14) или траверсы 36 (см. фиг.15), а также горизонтальным сме1ценпем L (см.фиг. 15) одной пары фаз относительно другой по условиям работы

i проводов в пролете. Расстояние ((см. фиг.7) должно практически равняться вели чине межфазного расстояния известных

ЛЭП, взятых за прототип.

Конструкции опор, показанных на фиг.11, н

12 и 23, позволяют принят!. расстояние Р за минимально возможное путем исключения конструктивных элементов не .только между цепями, но и между фазами цепей.

По условиям работы сближенных фаз каждой пары в пролете предусматривается установка между этими фазами изоляционных фиксируюших распорок 37 (см. фиг.22) в виде стержневых изоляторов, гирлянд изоляторов и других изоляционных конструкций. Если необходимая длина изоляционных распорок превышает расстояние между проводами, то распорки крепят под некоторым углом к проводам, при этом для исключения возможного складывания проводов при продольном смешении одного из них угол наклона распорок, следующих друг за другом, поочередно меняют (по отношению к одному 1.ли другому проводу) или же распорки выполняют V -образными.

Подвеска каждой пары фаз на опоре осуществляется следующим образом.

Обе фазы каждой пары с помошью гирлянд изоляторов или штыревых изоляторов крепят непосредственно к траверсе. Подвеска проводов с помошью Ч -образных гирлянд изоллторов 38 (см.фиг. 10) позволяет устранять B месте подвески возможные смешения проводов от их первоначального положения, обусловленные ветровыми нагрузками. При подвеске фаз к траверсам с помошью обычных гирлянд изоляторов 39 между сближенными фазами на опоре необходима установка изоляционных фиксируюших распорок 40 (пли растяжек).

Предусматривается также подвеска, при которой фа;!1», ири!1адложa111!!а ош!ой цепи, с помошью обы иных ллп V -образных гирлянд изоляторов 1!олпе!:.лиан т к траверсе, фа:Il второ!! Il"!!1! с 11ол101111ло и. .Îrltlторов под>» 11>ив!)ют к «р>.1>)ту!)» гtlI II:!IIII и;)оллто-!

)ов, иод;1! рживаюшях пров!>да тн)рвой цепи (см. ф):г. 7). !

1е ф!и . 13 Itf. otl01!<1 or!Ho!1 11 lilt !акрРп

)11. 1!ы tl! 11!>C!>() Пс !воll! IO !1» II tO!It!\)ук)1>11!Х тр&»

>». 1) са х >1 11!>I>!! o ": I 1 ot > о>! ! 11 I I f)!1 кРР 1IЛР

НЫ К тч,1;+: «!« t r 1 1 11>Ма!111>! 1ИР13

566 288 лянд изоляторов. На фиг. 23 показано крепление фаз как одной, так и второй цепи с помошью гирлянд изоляторов, выполняюших роль изоляционных траверс. Иа

II фиг. 24 дана конструкция опоры типа рюмка. Подвеска фаз средней пары осушествляется с помошью гирлянд изоляторов, одна из которых выполняет роль изолируюmeA траверсы.

Лля устранения нежелательного отклонения нижних проводов 6-8 от своего первоначального положения под действием ветровыхх нагрузок предусматривается установка изолируюших распорок или растяжек к отдельным элементам опоры, (см. фиг.11, 14), а для уменьшения пляски проводов— установка в пролете изолируюших стяжек, с помошью которых соединены фазы, принадлежашие разным парам (см. фиг, 7-9, 15-17, 25).

Стяжки могут выполняться в виде стерж невых изоляторов или гирлянд изоляторов, причем, если расстояние между отдельными парами фаз превосходит необходимую по диэлектрическим характеристикам длину гирлянд изоляторов, растяжки доводят до необходимой длины с помошью установки в средней ее части стержня или нити, выполненных из любого материала, обладаюшего достаточными механическими характеристиками.

Приведенное описание касается конструктивного и схемного исполнения предлагаемой линии в виде шестифазных проводов.

При необходимости дальнейшего увеличения суммарной пропускной способности линии электропередачи с сохранением неизменными полосы отчуждения и основных габаритов опор линии предусматривается добавление к каждой паре сближенных фазных проводов третьего фазного провода, отстояшего от двух упомянутых проводов на том же расстоянии, т.е. все три сближенных провода будут расположены по вершинам равностороннего треугольника (см.фиг. 26 ), В этом случае линия будет состоять из трех групп сближенных между собой трех проводов 3-6-41, 4-7-42, 5-8-43, т.е. из девятифазных проводов, и будет эквивалентна трехцепной линии, у которой фазы (провода) 3,4,5 составляют первую цепь, провода 6,7,8 — вторую цепь, провода 41, 4 2, 43 — третью цепь. Фазоповоротные устройства, установленные по концам линии, предназначены для регулирования угла сдвига между векторами напряжений, приложенных к трем фазным проводам каждой группы, в пределах 0-120 .

При необходимости «ше большего увели.ения пропускной способности линии электропередачн и сохрацеции пои, меццой поло.и отчуждения к каждой групп», состоипей и; трех сближенных фаз, предусматривае.гся добавление четвертого провода, т.е. одной из фаз четвертой трехфазной пепи (см. фиг. 27), У этой линии сближенными будут следуюшие фазы (провода): 3-6-41 44, 4 742 45, 5 -43-46. Такая линия эквивалентна четырехцепной электропередаче. Фазы (провода) 3,4,5 составляют первую цепь, фазы 6,7,8 — вторую цепь, фазы 41,42,43третью цепь, фазы 44,45,46 - четвертую цепь. Необходимый диапазон регулирования между векторами напряжений, приложенных к фазам сближенных цепей, составляет 0-90

B обшем случае предлагаемая трехфазная линия электропередачи состоит из трех групп, содержаших t1 сближенных провоур дов, Угол сдвига векторов напряжений, приложенных к сближенным фазам, равен

2I

О=О:—

Н

На фиг. 28 изображена предлагаемая линия электропередачи со сближением всех фаз до минимального допустимого расстояния. Такая конструкция электропередачи обеспечивает наибольшую пропускную способность.

Распределение потенциалов в любой точке плоскости поперечного сечения предлагаемой линии электропередачи определяется соотношением:

35 « («ф

М 2

4 ти

М 2KEFо о 3 ZTtE. о а

Где « — потенциал в точке м, кВ;

« — заряд 1 -го провода (, =

3-8, где 3-Ч - количество проводов ), 45 который определяется для каждого фазного провода как произведение емкости на напряжение, т.е, ñ .=С„ U,;

CI; расстояние от 1 -ro провода (1 = 3-Ы) до точки м;

5Π— расстояние от зеркального

1 л отображения 1 -го провода до точки м; — диэлектрическая проницаемость о воздуха.

Разность потенциалов двух точек, от-стоящих на некотором расстоянии друг от друга характеризует напряженность поля в точках, расположенных на этом отрезке (Е кВ/м).

Расчетами для предлатаемой линии установлена зависимость напряженности (Т.) в

566 288 различных точках плоскости поперечного се чепия линии от изменения угла сдвига (О) систем векторов напряжений цепей линии.

Эта зависимость показывает, что при изЮ о менении угла & от 0 до 180 напряженность электрического поля под провода мп ликии уменьшается в несколько раз. ак, например, для линии напряженнем

1150 кВ с проводами 12хАСО-300 при горизонтальной подвеске всех фаз напряженность поля под средней парой сближенных проводов линии у опоры на высоте

5 м от поверхности земли изменяется с

10 кВ/м т эи 9 = 0 до 1,5 кВ/м при

6 = 180,. т.е. уменьшается более, чем в 6 раз. Так как напряженность поля известной линии практи «ески р уна напряженности поля линии при 9 = О, работа предД агаемой линии при 8 =. 180 позволяет в данном случае снизить экологическо е влияние tto сравнению с известной линией более, чем и 6 раз.

Для ограничения аварийных влияний энергосистем, связываемых предлагаемой электропередачей, друг на друга линия снабжена и начале и в конце дополнительным комплектом выключателей- и разъединителей, с помошью которых провода липки соединяются так, ч то образуют фильтр прямой последовательности (см. фиг. Зб).

Фильтр прямой последовательности состоит из шести сопротивлений, которые в даином случае образуются сопротивлениями шести проводов линии. Соединяя их в конце и в начале по схеме фильтра прямой последовательности, получают схему, обладаюшую всеми свойствами фильтра прямой носледовательностп, который при возникновении авар!«Йных ситуаций ил!«несимл«етр!«чаь«х нагрузок пропускает только симметричную составляюшую прямой последовательньсти, что ограничивает передачу больших ава. рнйных возмушений из системы в систему.

Предложенная электропередача переменного тока может быть выполнена не толь ко с воздушной линией электропередачи, но и с кабельной линией. При этом применяются двух- и трехжпльцые высоковольтные силовые кабели обычной конструит!«!«, а также маслонаполненные, газонаполненные, сверхпроводяшие, элегазовые и т.д. Особенность известных кабельных линий переме«п«ого тока- ««х большая зарядная мошиость.(& ), что ограничивает дальность передачи электроэнерт ип на перел«енном токе по !«звестным кабелы«ым лини«м.

Характеристикой возможной протяженности кабельных линий переменного тока является вел!«««п)«а критической длины(С,, ) .е. длины, при которой зарядный ток кабеля при холостом ходе l«N««!«!f раген величине предельного тока натрузки. Эту величину тока и соответствуюшую ему зарядную мошность называют критическими. Для

5 известных высоковольтных кабельных линий промышленной частоты критическая длина не превышает 40-80 км. Протяженность кабельных линий не должна превы««ать величину критической длины. Зля комщ пенсации реактивной мошности протяженных кабельных линий переменного тока необходима установка компенсируюших устройств большой мощности, Предлагаемая электропередача (кабель ный вариант) обеспечивает регулирование величины зарядной мо«цности и широких пределах от максимальной и ниже. (Зна- чение максимальной зарядной мошности предлагаемой кабельной линии принимается.

29 равным величине зарядной мошности известной кабельной линии).

Благодаря регулированию величины зарядной мошности при сохранении большой пропускной способности кабельной линии

25 критическая длина кабельной линии во много раз возрастает. Это увеличивает протяженность кабел ьны х линий и расш ир яет область их применения. Кроме того, регулирование зарядной мошности кабельной

З0 линии позволяет уменьшить потребляемую мошность устройств, устанавливаемых на концах кабельных линий для компенсации избытка реактивной мошности, что повышает экономичность кабельных линий.

35 Для предлагаемой кабельной линии предусматривается применение диухжильных кабелей, к жилам которых подведены напряжения, сдвинутые относительно друг друга на угол, изменяемый в зависимости о

40 от режима в пределах 0-180 с помошью фазоповоротных устройств, присоединенных по концам кабельной линии и в точках присоединений к промежуточным системам.

На фиг. 29 показана электропередача с кабельной линией в трехфазном исполнении.

От шин Л,B,С питаюшей подстанци!«трехфазная система векторов напряжений UA

U >, L С подведена к фазосдвигаюшему

50 устройству 1, которое осушествляет преобразование подведенной трехфазной системы векторов напр«ж !«й 0А 0В ОС ° в две трехфазцые систел«ы векторов напряtJ> ° U4., U !«U<, От

55 (где 3 - 8 - прзвзпа) и обеспечивает л,ежду этил««! систел«амп угол сдвига, изменяемый в пределах 0-1 - 0 °

Подключение кабелей осу!««ествл«етсятак, что к каждой из двух жил кабеля ли60

H««!«подводят напр«жение от разных системl.8

17

566 288 напряжений: к жилам (проводам) 3 и 6 первого кабеля — напряжения U и U к жилам (проводам) 4 и 7 второго кабеля — напряжения U4 и U, к жилам

1 4 (проводам) 5 и 8 третьего кабеля — напряжения U и U . Аналогичное подключение

8 осуществляется в конце кабельной линии на приемной подстанции. Фазоповоротное устройство приемной подстанции обеспечивает преобразование двух трехфазных систем напряжений кабельной линии 0>

U4 0 " Uü6 U> Uâ е одну трехфазну систему напряжений 0, 0, Ос шин приемной подстанции, от которой осуществляется питание трехфазной нагрузки и передача мошности в систему 9.

Аналогично схеме концевой приемной подстанции выполняется схема промежуточны х присоединений (присоединения к промежуточным) энергосистемам, осуществление промежуточного отбора мощности или подключение промежуточного трехфазного источника энергии). Предлагаемая кабельная линия способна обеспечить реверсивную работу, т.е. передачу мощности как от передающей подстанции к приемной, так и наоборот.

Для исключения протекания токов в оболочках кабелей все они соединены и заземлены.

Предлагаемая кабельная линия работает зц следуюшим образом.

При передаче наибольших мощностей с помощью фазоповоротных устройств во всех трех кабелях устанавливается максимальный сдвиг напряжений, приложенных к их

D жилам (8 = 180 ). При этом кабели (ка. . и в известной линии ) обладают максимальным значением рабочей емкости и, следовательно, наибольшей величиной зарядной мо цности, расходуемой на покрытие 4О потерь в продольной индуктивности жил кабеля, которые вследствие передачи максимальных активных мощностей достигают наибол шей величины. Таким образом, обеспечивается требуемый баланс по реактивной мошности кабельной линии и благоприятное распределение напряжения.

Работа кабельной линии в максимальном режиме может осушествляться и пои уго о лах, меньших 180, например при 8 =120 .

При уменьшении нагрузки, а также уменьшении передаваемой мощности в систему 9 на кабельной линии появляется избыток реактивной мощности, и линия с помощью фазосдвигакших устройств переводится в режим малых значений угла 9 о наименьшее значение которого равно 0 .

Благодаря этому зарядная мощность кабеля уменьшается и становится значительно меныло, чем у известных кабельных линий. Зарядная мощность прямо пропорциональна длине кабельной линии. У предлагаемой кабельной линии зарядная мощность может достигать величины, равной зарядной мощности известной кабельной линии при большей длине. Следовательно, критическая длина предлагаемой кабелвной линии будет больше, чем у обычной, поэтому протяженность предлагаемых каб