Техника - молодёжи 1979-09, страница 5

ВЫПОЛНЯЕМ РЕШЕНИЯ ПАРТИИ

Так выглядит 110-кВ линия с точки зрения монтажника.

При переходе к напряжению 500 кВ длину гирлянд приходится значительно увеличивать.

на 2,5—3,5 тыс. км. При таких расстояниях даже 750-кВ линии недостаточно эффективны. В ближайшем будущем функции межсистемных связей возьмут на себя ЛЭП сверхвысокого напряжения, обеспечивающие транзит мощности порядка 5—10 млн. кВт. Они позволят эффективнее использовать топливо и гидроресурсы Сибири и Казахстана, уменьшить число резервных агрегатов в объединенной энергосистеме, повысить надежность электроснабжения.

Как влияет рост напряжения линии на ее. конструкцию? Естественно, все увеличивается: длина гирлянд, сечение проводов, высота и ширина опор... Но зависимость здесь непростая. Так, длина гирлянд из-за неравномерности распределения напряжения на изоляторах (на крайних в 2—4 раза больше, чем на средних) растет быстрее напряжения линии. Длина гирлянды 1150-кВ ЛЭП приближается к 10 м!

Возрастание длины гирлянд и веса проводов ведет к увеличению размеров опор, что, в свою очередь, повышает их стоимость и расходы на техническое обслуживание. Но это далеко не единственная проблема. Изолирующие свойства воздуха при высоких напряжениях ухудшаются. Если напряженность электрического поля у поверхности проводов превышает некоторую критическую величину, в воздухе возникает коронный разряд, сопровождающийся свечением, радиопомехами, акустическим шумом. Энергия при этом теряется, особенно при неблагоприятных метеорологических условиях.

Как бороться с «короной»? Главный путь — уменьшение напряженности электрического поля.

Позвольте: ведь речь, кажется, шла об увеличении напряжения линии! Но напряженность электрического поля зависит не только от напряжения, а и от диаметра провода. Чем толще провод, тем она меньше. Казалось бы, вывод ясен: следует увеличить диаметр провода.

Однако расчеты показывают, что для предотвращения коронного разряда при напряжении 1150 кВ диаметр провода должен превышать... один метр! Пожалуй, многовато даже для полых проводов. Но положение небезнадежно.

Где же выход? Оказывается, один провод большого сечения можно

заменить несколькими обычными проводами, проходящими параллельно на определенных расстояниях друг от друга. Это называется расщеплением фазы. (Здесь просматривается аналогия с ажурными несущими конструкциями, например, теми же опорами — их ведь тоже не делают сплошными!) Провода одной фазы 500-кВ ЛЭП располагают обычно в вершинах равностороннего треугольника, провода 750-кВ линий — в углах квадрата или правильного пятиугольника. Число проводов в каждой фазе ЛЭП сверхвысокого напряжения достигнет восьми и выше. Естественно, механическую прочность подвесных изоляторов приходится увеличивать, зато при расщеплении фазы можно обойтись обычными сталеалюминиевыми проводами

диаметром 20—35 мм.

Следует учитывать, что расстояния между проводами и заземленными частями, необходимые для изоляции ЛЭП, определяются не ее номинальным напряжением, а так называемыми коммутационными перенапряжениями, возникающими при внезапных изменениях нагрузки — например, при включении и отключении линии. Их длительность обычно не превышает долей секунды, но они больше номинального напряжения линии в несколько раз, и поэтому их нельзя не принимать во внимание.

Как их уменьшить? Один из путей решения этой задачи основан на том, что величина перенапряжений зависит от момента включения или выключения. Ведь ток и напряжение в линии переменны во времени, они меняются по синусоидальному закону. Специальные релейные схемы позволяют выбирать момент изменения нагрузки так, чтобы возникающие перенапряжения были минимальны. Последнему способствуют и высоковольтные выключатели улучшенной конструкции.

Второй путь — установка на подстанциях разрядников, в которых гасится избыточная энергия, вызывающая перенапряжения. А плавные колебания напряжения уменьшают с помощью последовательного включения мощных конденсаторов (продольная компенсация линии) или включения реакторов между землей и фазой (поперечная компенсация).

Внедрение ЛЭП сверхвысокого напряжения связано также с рядом трудностей, лежащих за пределами электротехники. Одна из них — транспортировка тяжелого оборудования, в первую очередь автотрансформаторов. С ростом напряжения линий они становятся все мощнее и массивнее. Причина проста: па

раллельное включение нескольких таких установок, работающих на одну линию, нежелательно — подстанция усложняется и, естественно, дорожает.

Поэтому автотрансформаторы

«растут». Их мощность приближается к 1000 МВА, вес — к 500 т. Создание более мощных сдерживается возможностями транспорта. Как их перевозить? В разобранном виде? Нельзя — изоляция обмоток должна быть защищена от увлажнения. Приходится использовать специальные многоосные платформы. Словом, проблем масса. Но они успешно решаются советскими специалистами.

В заключение попробуем оценить перспективы дальнейшего роста напряжения ЛЭП. История отечественной электроэнергетики показывает, что каждое десятилетие напряжение магистральных линий увеличивается примерно в полтора раза. Вероятно, в 90-е годы в строй войдут 1800-кВ ЛЭП переменного и 2000—2500-кВ ЛЭП постоянного тока. Предварительные расчеты показывают, что их можно создать на базе уже имеющихся технических решений. Однако специфические черты сверхмощных линий, о которых мы здесь говорили, будут у них выражены еще более резко.

Восемнадцать проводов вместо одного! Фаза ЛЭП завтрашнего дня (напряжение 2,5 MB).