Коспект. Конспект лекций ИП и ПРЭ. Принцип первый. Электромеханическое преобразование энергии не может осуществляться с кпд, равным или большим 100 %
 Скачать 0.71 Mb.
|
Современные материалы лэп. Лэп 110 кВ с защищенными проводамиЗащищенные провода используются в линиях электропередачи среднего напряжения стран Северной Европы уже более 20 лет. Опыт их эксплуатации положительный. Поэтому естественным шагом стало использование этого принципа конструкции и на высоковольтных линиях электропередачи.Преимущества ВЛ с защищенными проводами – более компактные конструкции, менее мощное электромагнитное излучение и уменьшение числа отключений из-за схлестывания проводов. Кроме того, защищенными провода могут применяться при модернизации старых ЛЭП среднего напряжения в высоковольтные ЛЭП. О технических аспектах ВЛ с защищенными проводами рассказывают финские авторы. Ри  с. 1. Конструкция провода LMF SAX 3551 - Скрученная уплотненная жила из алюминиевого сплава, защищенного от попадания воды специальным набухающим порошком; 2 - полупроводниковая набухающая лента, обернутая вокруг провода; 3 - экструдированный полупроводящий слой толщиной 1,5 мм; 4 - экструдированный триингостойкий изоляционный слой, изготовленный из сшитого полиэтилена толщиной 5,0 мм; 5 - оболочка из черного сшитого полиэтилена, предохраняющего от атмосферных воздействий и от пробоя, толщиной 1,5 мм.Защищенные проводаПровода, используемые для сетей среднего напряжения, обычно изготовлены из алюминиевого сплава и покрыты изолирующим материалом толщиной приблизительно 2 мм, изготовленным из черного, устойчивого к атмосферным осадкам сшитого полиэтилена. При высоких напряжениях одного изолирующего слоя недостаточно, что потребовало разработки новых типов проводов. Провод с низким уровнем электромагнитных помех типа LMF SAX применялся в первых линиях напряжением 110 кВ. Он был изготовлен из алюминиевого сплава и имел площадь поперечного сечения 355 мм2, в качестве изолирующего покрытия использовался тройной слой прессованного сшитого полиэтилена (конструкция провода приведена на рис.1). Выбор именно такой площади поперечного сечения был продиктован стремлением придать проводу те же электрические свойства, что и у наиболее распро-страненного провода типа Duck 305-A1/S1A-54/9, который используется в финских воздушных ЛЭП напряжением 110 кВ. Технические характеристики провода LMF SAX 355 приведены в табл. 1. Табл. 1. Технические характеристики провода LMF SAX 355
Защищенные провода вносят некоторые отличия в общепринятые конструкции воздушных ЛЭП. В типовых конструкциях воздушных ЛЭП межфазное расстояние (расстояние между точками закрепления проводов в поддерживающем зажиме) требует сохранения среднего расстояния между поддерживающими зажимами в пределах некоего диапазона, заданного типовыми условиями. С этой целью межфазные расстояния в конструкциях обычных ЛЭП делаются чрезмерно большими с точки зрения электрической защиты. Применение защищенных проводов радикально изменяет эту ситуацию, хотя на сам зажим изоляция провода не оказывает никакого влияния, потому что зажимы находятся под полным напряжением линии. На стадии проектирования опытной ЛЭП, о которой речь пойдет ниже, планировалось, что будут применяться традиционные изоляторы, арматура и роговые разрядники, что предполагает наличие должного уровня изоляции между фазой и землей. Изоляция ВЛРасстояние между фазой и землейПрименялся типовой уровень изоляции между фазой и землей. Роговые разрядники ограничивают перенапряжение между фазой и землей до уровня 530 кВ. Линия расположена на высоте около 40 м над уровнем моря, что потребовало применения в расчетах коэффициента поправки на высоту (Ka). Расстояние между фазой и землей для перенапряжения, составляющего 95% от уровня выдерживаемого напряжения, таким образом, определялось по формуле (1) согласно источнику [1]:
Поправочный коэффициент (Kg) в формуле, равный 1,25, соответствует расстоянию между фазой и землей, равному 1,02 м. Расстояние для заданного значения коммутационного перенапряжения рассчитывается по формуле (2) и дает результат 0,78 м. Однако следует понимать, что формула (2) применима только для расстояний свыше 2 м.
Межфазное расстояние Для проведения расчета межфазного расстояния требуется сделать следующие допущения: коэффициент зазора равен 1,2; отношение коммутационного перенапряжения между фазами к коммутационному перенапряжению между фазой и землей составляет 1,45; напряжение тока промышленной частоты между фазой и землей в момент переходного импульса находится в противоположной полярности. При упомянутых допущениях требуемое межфазное расстояние для крутого фронта и пологого фронта импульсов составляет 1,23 м и 1,28 м соответственно. Поправочный коэффициент выбирается практически постоянным, расстояние слабо зависит от арматуры и качества обработки поверхности проводов. Электрические испытания В предыдущем разделе указывалось на важность поправочного коэффициента, являющегося экспериментально определяемой величиной. В этом случае конфигурация электродов является важным вопросом. Для разрешения этого вопроса было решено провести серию испытаний. Ключевым экспериментом, очевидно, было бы испытание междуфазным коммутационным импульсом. Однако при проведении испытаний невозможно получить такие уровни напряжения одновременно для двух фаз, и поэтому было принято решение о проведении испытаний на включение напряжения промышленной частоты, подаваемого к фазовым напряжениям под правильными углами, чтобы одновременно изучить действие между фазами и между фазами и землей. Испытательная установка состояла из одной верхней секции опоры, 20-метрового отрезка фазового провода и заземляющего провода. Расстояния на испытательной установке показаны на рис. 2. Испытания на выдерживаемое напряжение производились при величине напряжения, линейно возрастающего со скоростью около 6 кВ/с вплоть до пробоя. Испытания проводились при следующих условиях: 1) установка была очищена и просушена; 2) установка была облита водой и искусственно загрязнена; 3) установка была чистой, но имитировался дождь. При условиях 2) и 3) был зафиксирован минимальный уровень выдерживаемого напряжения между фазами, равный 360 кВ (среднеквадратичное значение). Пробой между фазой и землей не был зафиксирован. Поправочный коэффициент Kg может быть получен из формулы (3) по источнику [1]: U50PF(x) = 750 • ln(1 + 0,55x1,2) • (1,35Kg – 0,35Kg2). (3) При минимальном расстоянии в 1,3 м расчет дает Kg=1,10, что значительно ниже допускавшегося. По формуле (2) для UmaxSFи подразумевая коэффициент Kg=1,10, выдерживаемый уровень импульса межфазного напряжения получается приблизительно равным 390 кВ. Этот предельный уровень превышает требование, указанное в разделе «расстояние между фазой и землей» для импульса, возникающего при комутации. Отношение межфазного выдерживаемого напряжения к выдерживаемому напряжению между фазой и землей в испытаниях было равно 1,73, а для комутационного импульса оно подразумевалось равным 1,45. Поэтому некоторые испытания были проведены при повышенном (+19%) расстоянии между фазами, в целях соблюдения адекватного согласования между уровнями межфазного выдерживаемого напряжения и выдерживаемого напряжения между фазой и землей. Однако даже в этих испытаниях все случаи пробоя относились к пробоям между фазами. С точки зрения рабочего применения предпочтительным считается допускать большую возможность пробоя между фазой и землей, нежели между фазами. Поэтому было принято решение на испытательной установке увеличить расстояние между точками крепления проводов до 1,9 м. Минимальное межфазное расстояние, наименьшее расстояние от подвесного устройства до концевого рогового разрядника, должно быть приближенно равно 1,55 м. Коронный разряд С точки зрения коронного разряда диаметр изолированного провода достаточно велик и обеспечивается устойчивость даже при самых малых межфазных расстояниях (1,35 м). Таким образом, коронный разряд не создает ограничений на выбор межфазного расстояния при напряжениях 110 кВ.
Рис. 4. Поперечное сечение плотности магнитного поля |
