Практика выбора проводов на линиях электропередачи по условиям коронирования

На линиях электропередачи 35 кв и ниже коронный разряд на проводах, выбранных по экономической плотности тока, обычно столь незначителен, что может не учитываться при определении потерь в линии. По условиям коронирования минимальное сечение провода (АС) на линиях 110 кВравно 70 мм², а на линиях 220 кВ — 240 мм². Существенное значение корона приобретает на линиях 330 кВи выше. На этих линиях с целью снижения коронных потерь и радиопомех обычно применяются расщепленные провода. Расщепление приводит также к снижению удельной индуктивности линии, что повышает пропускную способность электропередачи.

Эффективность расщепления на два, три и четыре провода иллюстрируется кривыми на рис. 2.6, построенными для линий 500 кВ, Как видно из кривых, с увеличением числа проводов в фазе снижаются градиенты на проводах и коронные потери.

Рис. 2.6 – Среднегодовая мощность потерь на корону Р_СР (сплошные линии) напряженность поля на поверхностипровода (пунктирные линии) для фазы, состоящей из 1, 2, 3 и 4 проводов, в зависимости от полного сечения фазы. Линия 500 кВ, шаг расщепления 40 см;. район средней полосы европейской части СССР.

Для обычных марок проводов; выбранных по экономической плотности тока, градиенты снижаются до допустимых значений при расщеплении фазы на два, три и четыре провода соответственно для напряжений 330, 500 кВ 750 кВ. В случаях малых токовых нагрузок может оказаться целесообразным применение проводов малого сечения и расщепление на три и четыре провода также на линиях 330 и 500 кВ. На линиях 1 000—1 200 квцелесообразно расщепление на четыре – шесть или даже восемь проводов С увеличением расстояния между расщепленными проводами, или, как говорят, шага расщепления а, градиент напряжения на поверхности провода проходит через минимум (рис. 2.7,а).

Рис 2.7 – напряженности поля на поверхности провода E_м от шага расщепления (а) и расстояния между фазами (б) для линии 500 кв, на которой поддерживается напряжение 525 кВ

Обычно стремление иметь на поверхности провода минимальный градиент сочетают со стремлением к возможному снижению индуктивности линии; соответственно выбранное расстояние а, как правило, лежит за точкой минимума. Расчеты показывают, что оптимальная величина отношения а/r₀, где r₀ — радиус провода, лежит около 20.

Существенное влияние на градиенты на проводах оказывает расстояние d между фазами линии. Зависимость E_M=f(d) для линии 500 кв(U_р.м = 525 кв) показана на рис. 2.7,б. На линиях 750 кви выше расстояния между проводами фактически определяются условиями ограничения E_M на проводах.

После предварительного выбора проводов по условию предельного градиента проводится расчет потерь на корону и, исходя из минимума расчетных затрат, выбирается марка проводов. Для снижения потерь на корону на дальних электропередачах СВН целесообразно применение регулирования напряжения на линии в зависимости от нагрузки. Каждой нагрузке соответствует оптимальное напряжение по условию минимума потерь (на нагрев проводов и на коронирование).

Рис. 2.8. – Снижение радиопомех на линии с увеличением срока ее эксплуатации.

На вновь включаемых линиях наблюдается явление, которое не совсем удачно названо старением проводов. Сущность этого явления заключается в том, что на вновь смонтированных проводах потери на корону и радиопомехи оказываются резко повышенными вследствие загрязнений и царапин на проводах, полученных во время монтажа. После включения линии под напряжение потери на корону и радио­помехи постепенно снижаются (рис. 2.8) и только примерно через 4 — 5 лет достигают установившегося значения. Снижение интенсивности местной короны объясняется выравниванием поверхности проводов в результате обуглероживания частиц, оседающих на поверхности провода.

В горных районах старение проводов вследствие чистоты воздуха идет медленно и потери на корону и радиопомехи оказываются выше. Это учитывается снижением коэффициента негладкости проводов до m=0,7–0,75.

Опыт показал, что снизить начальные коронные потери и радиопомехи можно путем предохранения проводов от механических повреждений при монтаже. Для этого используется подвеска проводов непосредственно с барабанов под тяжением без укладки их на землю. Большое внимание уделяется также проектированию арматуры и металлических шапок изоляторов, в минимальной степени подверженных коронированию.