Техника - молодёжи 1986-07, страница 15

дать ее оказалось делом весьма непростым Сложность не столько в том, чтобы в точно заданный момент подать на каждый из многих тысяч тиристоров отпирающий импульс, включающий его в работу (хотя это тоже непростая задача), сколько в том, что каждый тиристор, каждый модуль и каждый вентиль находятся под высоким напряжением. А потому нужна соответствующая изоляция цепей управления. И эта вторая задача также очень трудновыполнимая.

Пульсирующие токи, протекающие в высоковольтной системе, создают пульсирующие электромагнитные полр. Чтобы не было помех в цепях управления, последние должны быть тщательно заэкранированы. Эта задача также очень трудная.

Специалисты создали принципиально новую систему управления тиристорами. Ее главная особенность—децентрализация аппаратуры и изменение способов ее питания. Генераторы отпирающих импульсов стали устанавливать в каждом модуле. Благодаря этому питание генераторов стало осуществляться от силовой цепи «своего» же модуля, который не имеет связи с землей. Таким образом, первая и вторая задачи были решены. Но оставалась третья — как «руководить» с земли генераторами отпирающих импульсов? Управлять ими стали с помощью световых сигналов. Им помехи от пульсирующих полей не страшны.

В качестве источника световых сигналов на преобразовательных подстанциях передачи Кашира — Москва были применены ксеноно-вые лампы (что и в кинопроекторах), а на передаче Волгоград — Донбасс — уже полупроводниковые оптические квантовые генераторы. От них через воздушное пространство сигналы поступают к генераторам отпирающих импульсов по световодам. В качестве фотоприемников применяют фототранзисторы.

Использование такой системы управления с автономным питанием позволило создать вентили, способные надежно работать без электрической связи с землей. Итак, казавшиеся поначалу непреодолимыми препятствия, связанные с изоляцией цепей управления тиристорами, обеспечением синхронности их работы и быстродействия, защитой от пульсирующих электромагнитных полей,

были преодолены. Это было серьезным достижением, приблизившим сроки внедрения ЛЭП постоянного тока ультравысокого напряжения.

Немало трудностей представляло и создание системы охлаждения тиристоров. Ведь они не «терпят» длительных перегрузок и нуждаются в эффективной защите от перегревов. Ее разработке было уделено много внимания. На передаче Кашира — Москва исследовали систему воздушного охлаждения. Она оказалась достаточно простой, но обладала рядом существенных недостатков: малой эффективностью, неравномерностью охлаждения тиристоров и т. п. На линии Волгоград — Донбасс применили систему масляного охлаждения. Она довольно равномерно охлаждала тиристоры, но была недостаточно безопасной в пожарном отношении. Поэтому для магистрали Экибастуз — Центр разработали систему замкнутого водяного охлаждения. Она весьма эффективна благодаря высокому коэффициенту теплоемкости воды. Кроме того, пожаро- и взрывобезопасна. Последнее обстоятельство весьма важно для вентилей, устанавливаемых в закрытых помещениях преобразовательных подстанций. Трудности, связанные с обеспечением высоких изоляционных свойств охлаждающей воды, подаваемой с «земли» к вентилям, работающим под высоким напряжением, были преодолены путем ее специальной обработки, деионизации, применения изоляционных труб и вставок,

В процессе проектирования системы встал вопрос: как соединить находящиеся в зале преобразовательной подстанции выходные мосты с ЛЭП? И как при необходимости отключить любой мост?

Трудность состоит в том, что и мосты, и полюсы линии находятся по отношению к земле под напряжением ±750 кВ. Значит, чтобы обеспечить надежную изоляцию узлов, расстояние между проводами полюса и заземленными частями установки должно быть не менее 10 м. Но в обычном исполнении эта часть устройства заняла бы много места и привела бы к значительному увеличению размеров зданий преобразовательных подстанций. Советские инженеры создали аппаратные элегазовые комплексы КАЭ—1500 (см. «ТМ» № 2 за 1985 год). Занимая во много раз меньшую площадь, они обеспечивают проведение необходимых переключений при

нормальных и аварийных режимах.

Теперь покинем зал преобразовательной подстанции и выйдем на трассу. Внешне линия постоянного тока сильно отличается от привычных ЛЭП. Необычен вид уже самих опор. Они гораздо изящнее и легче традиционных. Одна вертикальная стойка с горизонтальной траверсой нижним концом опирается на фундамент. Верхняя ее часть расчалена четырьмя оттяжками, которые прикреплены к анкерным плитам. К тем же плитам крепятся четыре оттяжки траверсы, которая связана со стойкой шарниром: он исключает передачу изгибающих моментов на стойку. Такая конструкция позволила уменьшить высоту опоры до 39 м и ее массу до 10,2 т.

На опорах вместо привычных трех фаз подвешены только две — два полюса. Каждый состоит из пяти сталеалюминиевых проводов типа АС 1200/67, размещенных в вершинах правильного пятиугольника со стороной 600 мм. Они висят на сдвоенных гирляндах длиной 9,1 м, которые набраны из 52 стеклянных изоляторов. В верхней части опоры, также на изоляторах, подвешены грозозащитные тросы, используемые для высокочастотной связи.

В чем преимущества ЛЭП постоянного тока? Начнем с главного. Удельные капитальные вложения на строительство высоковольтных линий постоянного тока примерно на 20% меньше, чем на обычные ЛЭП. Кстати, заметим, что при составлении тех или иных технико-экономических обоснований мы зачастую упускаем из вида очень важный фактор — стоимость земли. А ведь ширина полосы отчуждения у линий постоянного тока значительно уже, чем у сопоставимых по мощности традиционных.

Одно из важнейших качеств любой ЛЭП — надежность. Будет ли работать линия постоянного тока, если поставить на ремонт один или два тиристорных моста?

Да, будет. Линия сможет работать и тогда, когда одновременно на ремонте по два моста на обеих подстанциях. И, наконец, ЛЭП продолжит действовать даже в том случае, если какая-либо ее полуцепь отключена. Например, для проведения ремонтных работ на одном из полюсов воздушной линии. В этом случае земля заменит второй полюс линии. Правда, передаваемая мощность несколько снизится.

13