книги из ГПНТБ / Мельников, Н. А. Проектирование электрической части воздушных линий электропередачи 330-500 кВ

22

(США) или 35, ПО, 220, 400 кВ (Западная Европа), или 35, ПО, 220 и 500 кВ (США).

По неполным данным на 1/1 1970 г. протяженность линий сверхвысокого напряжения 275—750 кВ превысила 120 тыс. км

(табл. 1-1).

В 1965 г. был сделан дальнейший шаг в области передачи энергии переменным током, во второй половине 1965 г. была введена в Канаде первая очередь электропередачи 735 кВ Маникуаган — Квебек — Монреаль. Энергетическое объединение провинции Квебек в Канаде сооружает группу электростанций на притоках реки св. Лаврентия общей мощностью 5700 МВт, находящихся на расстоянии около 600 км от центров нагрузки.

В ближайшей перспективе предполагается также использо­ вание водопадов на р. Черчилл в провинции Ньюфаундленд, на­ ходящихся на 700 км северовосточнее рек Маникуаган и Утард. В этом районе проектируются три гидроэлектростанции общей мощностью 7 000 МВт.

Передача 735 кВ Маникуаган— Квебек — Монреаль имеет

200 МВ-А. Для линий 735 кВ принято расщепление фазы на че­ тыре провода сечением по 650 мм2. Расстояние между провода­ ми фазы 456 мм. Междуфазное расстояние на опоре 15,2 м. Ме­ таллические опоры башенного типа с горизонтальным располо­ жением фаз имеют общую высоту 40,5 м, высоту траверсы 33,5 м. Провода подвешивают на двух гирляндах с Ѵ-образным крепле­ нием, каждая из 35 фарфоровых изоляторов размерами 146/254 мм. Линия защищена двумя тросовыми молниеотводами по всей длине трассы. Кратность коммутационных перенапря­ жений не должна превышать 2,1 Дфаз.

Для обеспечения требуемого уровня напряжения на стороне 735 кВ на концах каждого участка линии устанавливаются по­ стоянно включенные шунтирующие однофазные реакторы мощ­ ностью ПО МВар (для участков длиной по 363 км) и 55 А4Вар (для участков длиной по 210—240 км). Реакторы компенсируют 70% зарядной мощности линии 750 кВ.

Дальнейшее развитие энергосистемы провинции Квебек свя­ зано с сооружением гидроэлектростанции на р. Черчилл мощ­ ностью 5 млн. кВт, расположенной на расстоянии примерно 1300 км к северо-востоку от Монреаля. В результате технико­ экономических сравнений при сопоставлении электропередачи переменного тока 735 кВ (три цепи) и постоянного тока ±500 кВ

23

735кВ

73SkB

Маникуаган

Рис. 1-2. Схема сети 735 кВ Маникуаган — Монреаль (Канада).

Рнс. 1-3. Схема электропередачи 735 кВ от гидроэлектростанций Черчилл-Фоллз (Канада).

ВСША развернуты работы по созданию сети линии 765 кВ

вобъединенной системе АЕР, обслуживающей территории пяти штатов. Протяженность проектируемой сети линий 765 кВ со­ ставляет около 1 700 км (рис. 1-4). Сеть 765 кВ будет надстрое­ на на существующую сеть 345 кВ, общая протяженность которой

в1967 г. достигла 2 000 км. Мощность электростанций системы

ны агрегаты мощностью по 1 000 МВ-А. При проработке проект­ ных вопросов перспективного развития системы АЕР были рассмотрены три возможных варианта: усиление сети 345 кВ, ис­ пользование линий постоянного тока и надстройка сети линия­ ми 765 кВ.

Вариант усиления сети 345 кВ был отвергнут как дорогой и громоздкий: на отдельных направлениях необходимо было строить по пять параллельных линий 345 кВ. Был утвержден вариант 765 кВ, позволяющий обеспечить более высокие техни­ ко-экономические показатели — меньшие капитальные затраты, большую надежность и безопасность, более благоприятные воз­ можности развития в будущем, гибкость в размещении новых электростанций.

Отдельные участки линий 765 кВ сети АЕР будут иметь про­ тяженность 80—560 км. Намечено построить восемь понижаю­

26

между промежуточными опорами около 400 м, ширина трассы линии примерно 60 м. Намечается использование основных ти­ пов опор: башенных стальных и Ѵ-образных алюминиевых, ук­ репленных оттяжками. Гирлянды фарфоровых изоляторов бу­ дут иметь 30—35 элементов тарельчатого типа, провода фазы расщеплены на четыре, диаметр провода 30,5 мм. Сторона квад­ рата, по вершинам которого расположены провода фазы, равна примерно 45 см. Первая линия 765 кВ в системе АЕР длиной ПО км введена в эксплуатацию в 1969 г.

И л л и н о и с

27

Во Франции начаты исследовательские и проектные работы,, обеспечивающие переход к напряжению 730 кВ (исследованиекороны, изоляционных расстояний, конструкций опор и т. д.). Считается необходимым применение шунтирующих реакторов для ограничения внутренних перенапряжений и установок про­ дольной компенсации для повышения пропускной способности и устранения недопустимых снижений напряжения в часы мак­ симальных нагрузок даже для относительно коротких линий. Для линий 730 кВ предполагается применение четырех прово­ дов в фазе. Пропускная способность линии 730 кВ намечается 2—2,5 млн. кВт, а в период пика — 3 млн. кВт.

Новые линии 400 кВ парижского кольца проектируются с возможностью перевода их в дальнейшем на напряжение 730 кВ. К концу столетия намечается создание французской сети 730 кВ, охватывающей всю территорию страны.

Исследовательские работы по подготовке создания сети 750 кВ начаты также в ФРГ, Англии н Италии. Некоторые ав­

электропередачи 500 кВ. Линии 500 кВ в США проектируются только на одноцепных стальных опорах, в отдельных случаях используются опоры из алюминиевых сплавов. Минимальные воздушные промежутки на опорах 500 кВ равны 3 м. Минималь­ ное расстояние между фазами 12,2 м при вертикальных гирлян­ дах и 8,7 м при Ѵ-образной подвеске изоляторов. Среднее число изоляторов с диаметром 254 мм равно 25. Грозозащита линии 500 кВ улучшена по сравнению с ранее сооружавшимися л и н и я ­ м и 345 кВ — применяется подвеска двух тросов на всем протя­ жении трассы, горизонтальное расположение фаз, ограничение угла защиты тросов величиной 20—25°. На длинных участках линий 500 кВ предполагается применение продольной емкост­ ной компенсации 35—40% реактивного сопротивления линий. Конструктивное оформление опор 500 кВ в США разнообраз­ ное: свободностоящие, башенные, портальные и Ѵ-образные на оттяжках. Среднее значение основного уровня импульсной проч­ ности изоляции линий 500 кВ в США равно 1800 кВ, для транс­ форматоров 500 кВ — 1 500 —1600 кВ. В США сети 500 кВ соз­ даются в тех районах, где высшее напряжение в сети 230 кВ — Центральная часть Атлантического побережья, Южные штаты, Тихоокеанское побережье.

Первая промышленная линия 500 кВ в США введена в экс­ плуатацию в 1964 г. энергосистемой ѴЕРСО (штат Виргиния). Эта энергосистема сооружает первую очередь сети 500 кВ в ви­ де кольца с четырьмя приемными подстанциями, опирающегося

28

на тепловую электростанцию. Общая длина кольца 500 кВ со­ ставляет 620 км. Первая секция кольца введена в эксплуатацию в 1964 г. Линия подверглась различным испытаниям. В декабре 1964 г. произошли две аварии с силовыми трансформаторами 500 кВ, в мае 1965 г. после ремонта трансформаторов линия бы­ ла включена вновь, но в июне 1965 г. произошло третье повреж­ дение трансформатора 500 кВ. Все повреждения возникли в главной изоляции. После третьего повреждения линия несколь­ ко месяцев работала при напряжении 230 кВ. В феврале 1966 г. был введен в работу второй участок линии и оба участка элек­ тропередачи сейчас эксплуатируются под напряжением 500 кВ. В начале 1966 г. были разрушены две Ѵ-образные опоры при падении, вызванном повреждениями арматуры изоляторов, вре­ занных в тросовые оттяжки, поддерживающие опоры.

Энергоуправление долины Теннесси сооружает сеть линий 500 кВ. Первый участок этой сети линия Джонсонвилл — Мем­ фис (связь с Объединенной центральной южной энергосисте­ мой) длиной 240 км введен в эксплуатацию в мае 1965 г. Вклю­ чению этой линии также предшествовало большое число испы­

таний.

Объединенная центральная южная система сооружает сеть линий 345 и 500 кВ. Помимо внутрисистемного назначения эти линии общей протяженностью 1 870 км служат для сезонного обмена мощностью в пределах до 1 500 МВт с соседней энерго­ системой Теннесси. В 1965 г. введена в эксплуатацию первая ли­ ния 500 кВ длиной 220 км от Литтл Рока до Мемфиса, где она соединяется с линией Мемфис — Джонсонвилл энергосистемы Теннесси.

В Северо-Восточной части США сооружается еще одна сеть линий 500 кВ Алегени-Пауэр-Систем (APS), общая протяжен­ ность которой составит 1 930 км. Сеть 500 кВ APS будет обслу­ живать территорию штатов Нью-Йорк, Нью-Джерси, Пен­ сильвания, Мериленд и Западная Виргиния. По состоянию на 1/1 1970 г. протяженность сети линий 500 кВ в США достигла

10,7 тыс. км.

Различие условий развития энергосистем в различных шта­ тах США привело к возникновению в стране двух различных шкал напряжений—69, 230 и 500 кВ и 138, 345 и 765 кВ

(рис. 1-5).

В Канаде линии 500 кВ сооружаются энергетическим управ­ лением провинции Онтарио от гидростанций в северной части провинции — Пинард — Ханнер — Клейнберг общей длиной

720 км.

Опоры канадской передачи 500 кВ двух типов: Y- и Ѵ-образ- ной конструкции на оттяжках с горизонтальным расположением ■фаз. Материалы опоры — сталь или алюминий. Число сталеалю­ миниевых проводов в фазе четыре, расстояние между параллельлыми проводами фазы 42 см.

29

Рис. 1-5. Распределение двух шкал номинальных напряжений в США.

Проектируется также линия электропередачи 500 кВ в запад­ ной части Канады — в Британской Колумбии — для пере­ дачи энергии от гидроэлектростанции на р. Пис в район Ванкувера.

В Египте сооружена электропередачи 500 кВ Асуанская ГЭС — Каир длиной 800 км. Передача имеет две цепи. Опоры портальные одноцепные, свободностоящие, массой 8,1 т. Пролет между опорами 420 м. Сталеалюминиевые провода фазы рас­

станциями. Пропускная способность первой очереди передачи 1200 МВт, введена в эксплуатацию в 1967 г.

В Японии начато сооружение кольца линий 500 кВ на двух­ цепных опорах вокруг г. Токио.

Новые линии 400 кВ сооружаются, главным образом, в ев­ ропейских странах: Англии, Германской Демократической Респуб­ лике, Испании, Польше, Румынии, Финляндии, Франции, Шве­ ции, Чехословакии и др. Наибольшую протяженность линий 400 кВ имеет Швеция (свыше б тыс. км).

Общая протяженность линий 400 кВ в мире к началу текуще­ го десятилетия превысила 35 тыс. км.

30

1-3 ТЕХНИКО­ ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

Технико-экономические показатели линий сверхвысокого на­ пряжения регулярно собираются и публикуются Международ­ ной конференцией по мощным электрическим сетям (CIGRE). На основании публикуемых материалов сделана попытка неко­ торого обобщения технико-экономических показателей линий передачи 275—765 кВ.

Длины действующих или сооружаемых линий характеризу­ ются табл. 1-2.

Электрические характеристики. Во всех странах, кроме Швейцарии и первой линии в США Боулдер-Дэм — Лос-Андже­ лес, дл;; линий сверхвысокого напряжения применяются стале­ алюминиевые провода. Появляются линии (США) с проводами из алюминия и алюминиевых сплавов. Для линий напряжением до 345 кВ включительно применяются как одиночные, так и рас­ щепленные провода, для линий 380—500 кВ применяют только расщепленные провода (кроме одной линии в Италии и одной линии в США), для линий 750 кВ применяются конструкции фа­ зы с расщеплением на четыре провода. Электрические харак­ теристики линий сверхвысокого напряжения приведены в табл. 1-3, натуральные мощности линий (МВт) — в табл. 1-4.

Плотности тока линий различных стран изменяются в до­ вольно широких пределах, что объясняется прежде всего раз­ личиями в экономических условиях стран и длине линий элек­ тропередачи. Однако для большинства стран существует следу­ ющая закономерность: с повышением напряжения и длины линии плотность тока, как правило, снижается (табл. 1-5).

Характеристики изоляции систем сверхвысокого напряжения. Во всех странах линии сверхвысокого напряжения работают в сетях с глухим заземлением нейтралей силовых трансформа-

Таблица 1-2

* Без учета переключательных пунктов.

31

Т а б л и ц а 1-3

торов или автотрансформаторов. Уровни изоляции линий и обо­ рудования изменяются для отдельных стран в довольно широ­ ких пределах. За последние годы можно выявить тенденцию к снижению уровней изоляции, и новые линии имеют более низ-

32