47.Расщепление фаз воздушной линии, назначение
ВЛ с расщеплёнными фазами, когда вместо одного фазного провода большого сечения подвешивается несколько скреплённых между собой проводов меньшего сечения(т.е. фазу вып-ют не из одного, а из нескольких //–х проводов). Расщепление проводов применяется для устранения появления протяжённого коронного разряда на проводах. Появление «короны» не только вызывает дополнительные потери в проводах, но и создаёт дополнительные искажения первоначально синусоидальной формы тока, на работу с которыми сети переменного тока не рассчитаны.
С пом-ю расщепления фазы снижают сопр-е линии Обычно в каждой фазе ВЛ напряжением 6—220 кВ подвешивают по одному проводу, ВЛ 330 кВ — два провода, расположенных горизонтально, ВЛ 500 кВ — три провода по вершинам треугольника, ВЛ 750 кВ — четыре провода по углам квадрата или пять проводов по углам пятиугольника, ВЛ 1150 кВ — восемь проводов по углам восьмиугольника (При необходимости рядом с фазными проводами подвешивается один или несколько грозозащитных троса)., и т.д. и тем самым увеличивают пропускную способность линии. (– это та наиб. акт. мощность, которую с учетом всех техн. ограничений можно передать по линии) Однако при необходимости увеличения пропускной способности линии число проводов может быть увеличено вне зависимости от класса напряжения линии.Технич. огранич-я опред-ся устойч-тью //-ой работы Г-ов сис-мы, нагревом отд-х элем. перед., знач-ем длит-но доп-ых напр-ий, потерями на корону в линии, др. факторами. Чем больше проп-я способность эл. пер. тем большую мощн. можно передать по линии.
Так как коронный разряд зависит от напряжённости на поверхности провода, то для уменьшения этой напряжённости в воздушных линиях свервысокого напряжения применяют расщепление фаз. То есть в место одного провода применяют от трёх и более проводов в фазе. Располагаются эти провода на равном расстоянии друг от друга. Получается эквивалентный радиус расщеплённой фазы, этим уменьшается напряжённость на отдельном проводе, что в свою очередь уменьшает потери на корону.
23.Линейная арматура воздушных лэп
Для крепления проводов воздушных линий к изоляторам, сцепок изоляторов и для крепления изоляторов к опорам применяются вспомогательные элементы, называемые линейной арматурой. Линейная арматура изготовляется из стали.
Для закрепления проводов и прикрепления их к гирляндам изоляторов служат зажимы. Основное назначение состоит в том, чтобы удерживать провод, на который в нормальных режимах работы линий действуют вертикальные силы веса проводов (или тросов) и гололедных отложений на них, а также горизонтальные силы давления ветра на провод.
Натяжные зажимы применяются на анкертных опорах для крепления проводов к натяжным гирляндам изоляторов, натянутым вдоль пролета; они воспринимают полные тяжения по проводам и удерживают их во всех режимах работы линии. Провода и тросы в натяжных зажимах закрепляются с помощью болтовых креплений или опрессовыванием части зажима на проводе.
К штыревым изоляторам провода крепятся вязкой из мягкой проволоки того же металла, что и сам провод, или специальным зажимом, охватывающим головку штыревого изолятора, имеющего зажим для провода.
Для предотвращения изломов проволок проводов при их вибрации к проводам подвешиваются гасители вибрации. Энергия вибрации провода поглощается в движении грузов и трении проволок горизонтального стального тросика гасителя, на котором укреплены эти грузы.
Также применяется подвеска к проводам в пролетах специальных грузов (с массой 20—30 кг) расстраивающих автоколебательный режим пляски проводов; в некоторых случаях может подвешиваться к проводам специальная арматура, изменяющая аэродинамические свойства провода. При монтаже и эксплуатации проводов и тросов возникает необходимость сращивать отдельные их отрезки, что выполняется с помощью соединителей. Закрепляются провода и тросы некрупных марок обжатием их в овально-трубчатых соединителях или закручиванием проводов вместе с соединителем. Провода крупных марок сращиваются опрессованием на них соединителей, причем при сталеалюминиевых проводах отдельно -опрессовываются стальной соединитель на статном сердечнике провода, а на токоведущей части — алюминиевый корпус соединителя.
В пролетах фаз линий 330 кВ и выше, выполняемых из нескольких проводов, в пролетах устанавливаются дистанционные распорки, предотвращающие сближения и схлестывания отдельных проводов фазы.
Зачем на ЛЭП столько проводов и почему они двойные и тройные (см. фото)?
Всего на опорах на снимке подвешено семь проводов. А самый верхний тонкий провод одинарный, зачем он нужен?
Такие провода используются в сверхвысоком напряжении в ЛЭП..
Называется такая конструкция "расщеплённая фаза"..
Т.е. каждый провод ЛЭП состоит из нескольких проводов, соединённых в единую конструкцию диэлектрическими распорками..
Причин применения расщеплённой фазы несколько: использование нескольких разнесённых проводов для одной фазы уменьшает напряжённость электрического поля (а она пропорциональна градиенту потенциала) и зависит от радиуса проводника, чем радиус меньше, чем напряжённость больше и наоборот..
Уменьшение напряжённости в ЛЭП сверхвысокого напряжения необходимо по нескольким причинам: уменьшение потерь энергии на разряды типа "электрическая корона", уменьшение помех в эфир, уменьшение помех для ВЧ-связи по проводам, увеличение надёжности ЛЭП..
Кроме того расщепление фазы приводит к уменьшению потерь на передачу, за счёт лучшего использования сечения провода: несколько проводов несут большую токовую нагрузку с такой же температурой, чем единый провод такого же сечения (за счёт уменьшения влияния поверхностного эффекта, когда ток оттесняется к краям, а центр за счёт этого менее загружен и лучшего охлаждения)..
Верхний провод — обычно молниеотвод, который прикрывает линию..
Сама ЛЭП на снимке — т.н. "двухцепка" — двухцепная линия..
Фактически это две линии, одна с одной стороны, другая — с другой опоры, фазы идут друг над другом..
И каждая фаза ещё состоит из проводов, это и есть "расщеплённая фаза"..
Расщепленные провода, их преимущества и область применения.
Появление коронного разряда на проводах линий электропередачи сопровождается потерями энергии и радиопомехами. Необходимость ограничения до приемлемых значений уровня потерь энергии и радиопомех приводит к тому, что рациональная конструкция проводов и арматуры линий электропередачи в значительной мере определяется коронным разрядом, особенно при сверхвысоких номинальных напряжениях.
Из электростатики известно, что при некотором напряжении U напряжённость поля на поверхности провода радиусом г0 при расстоянии S между проводами может быть рассчитана по формуле
Теперь можно определить напряжение, при котором возникает корона на проводе, приняв в последнем выражении Е = Екр, учтя коэффициент m получим
Таким образом, основной мерой борьбы с короной является увеличение радиуса провода. При очень высоких номинальных напряжениях пришлось бы применять провода чрезмерно большого сечения, даже если передаваемая мощность невелика. Для уменьшения потерь на корону вместо одного провода в фазе можно применить пучок проводников, находящихся друг от друга на расстоянии нескольких десятков сантиметров. Такой пучок параллельно соединенных проводников называется расщепленным проводом.
Провода расщепленной фазы располагаются в вершинах правильного многоугольника с радиусом описанной окружности гр, который называется радиусом расщепления. В этом случае эквивалентный радиус расщепленного провода может вычисляться по формуле
14. Распределение напряжения между элементами гирлянды изоляторов и способы его выравнивания. (см. МУ к лаб. раб. № 5)
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Расщепленная фаза в линиях электропередач сверхвысокого напряжения
К линиям сверхвысокого напряжения (СВН) следует относить линии, работающие под напряжением от 330 до 1150 кВ, такие линии, как правило, называют системообразующими. Совокупность межсистемных линий сверхвысокого напряжения представляет собой Единую Энергосистему страны, а также связь с энергосистемами сопредельных государств.
Необходимость применения высоких уровней напряжения обусловлена необходимостью снижения потерь, которые находятся в обратно пропорциональной зависимости от величины напряжения. Линии СВН рассчитаны на передачу значительных величин мощностей, поэтому выход из строя хотя бы одной системообразующей линии, приводит к тяжелым авариям в энергосистеме.
Из вышесказанного следует, что к надежности таких линий предъявляются самые высокие требования. Некоторые конструкционные решения позволяют повысить надежность и экономическую эффективность линий сверхвысоких напряжений.
Одной из отличительных особенностей линий СВН является применение расщепленной фазы. Каждая фаза представляет собой конструкцию, состоящую из нескольких проводов, расположенных в пространстве по вершинам правильных многоугольников.
На протяжении пролета фазного провода между опорами правильное расположение проводов в пространстве достигается установкой металлических распорок.
Количество проводов в фазе определяется расчетным путем, на основании сравнения нескольких вариантов. Исходя из опыта, установлено оптимальное количество проводов для линий СВН: 330 кВ – 2, 500 кВ – 3, 750 кВ – 4, 1150 кВ – 8.
Причины использования расщепленной фазы. Применение обусловлено здесь несколькими факторами: увеличением пропускной способности, снижением потерь на «корону», снижением напряженности и как следствие уменьшением генерации помех для высокочастотной связи.
При проектировании и строительстве межсистемных линий сверхвысоких напряжений их экономическую эффективность рассчитывают из условия передачи больших токовых нагрузок, так, например, для линий 500 кВ порядка 1000 – 1200 А, 750 кВ от 2000 до 2500 А, 1150 до 5000 А. Для перетоков такой величины сечение одинарного провода должно быть в пределах от 1000 мм2 до 4000 мм2.
Изготовление такого провода, требует специальной технологии. К тому же, транспортировка и монтаж провода такого сечения, представляется весьма не удобным и затратным. Ко всему выше сказанному можно добавить, что применение одного провода большого сечения крайне не эффективно из-за поверхностного эффекта.
Это означает, что плотность тока будет смещена к поверхности провода, а средняя часть сечения использоваться не будет. Применяя технологию расщепленной фазы, общее сечение набирают суммированием сечений отдельных проводов.
Второй причиной применения технологии расщепленной фазы является необходимость снижения напряженности, которая в свою очередь приводит к дополнительным потерям на «корону», и генерации радиопомех для высокочастотной связи.
Сверхвысокие уровни напряжений в системообразующих линиях электропередач приводят к образованию вокруг проводов электрического поля высокой напряженности, при которой возникает коронный разряд на проводах, находящийся в прямой пропорциональной зависимости от диаметра фазного провода.
Чем выше показатель уровня напряженности, при которой начинается коронный разряд, тем меньше потери на корону. Если одиночные провода небольшого сечения разместить в вершинах правильного многоугольника, то такую систему можно рассматривать как один эквивалентный провод.
При определении количества проводов в расщепленной фазе должны быть учтены и механические показатели фазного провода. По механической прочности, должны быть соблюдены нижние возможные границы диапазона суммарного сечения проводов фазы: для ВЛ 330 кВ – не менее 500 мм2, 500 кВ – 900 мм2, 750 кВ – 1200 мм2, 1150 кВ – 4000 мм2. Верхняя граница диапазона суммарного сечения фазы для 750 кВ – 2400 мм2, для ВЛ-1150 – 4000 мм2.
Однако, расчет количества проводов в фазе не сводится только к условиям коронного разряда и снижения радиопомех. При расчетах должны учитываться такие факторы, как: увеличение емкости линии, при увеличении сечения фазного провода, увеличение затрат на компенсацию реактивной мощности.
При увеличении емкости фазы возрастает и напряженность электрического поля под проводами ВЛ, а значит для снижения влияния этого поля на окружающую среду, необходимо увеличить габариты линии, за счет увеличения высоты опор, что также влияет на капиталовложения в строительство ЛЭП.
Следует учитывать, что с ростом уровней напряжения, появляется расхождение расчетов сечения по экономической плотности тока и по условиям короны. Применение расщепленной фазы является лишь одной из особенностей, отличающей линии СВН от линий с более низкими уровнями напряжений.