Технические аспекты создания компактных управляемых ВЛ 220 и 500 кВ

Page 1
background image

Page 2
background image

106

СЕТИ

РОССИИ

в

о

з

д

у

ш

н

ы

е

 Л

Э

П

воздушные ЛЭП

В

 

настоящей

 

статье

 

рас

-

смотрены

 

технические

 

ре

-

шения

 

по

 

созданию

 

ком

-

пактных

 

управляемых

 

ВЛ

 

повышенной

 

пропускной

 

способно

-

сти

 

с

 

улучшенными

 

по

 

сравнению

 

с

 

ВЛ

 

традиционной

 

конструкции

 

технико

-

экономическими

 

показате

-

лями

Для

 

компактных

 

управляемых

 

ВЛ

 

в

 

одноцепном

 

и

 

двухцепном

 

ис

-

полнениях

 

эффективно

 

применение

 

современных

 

устройств

 

регулирова

-

ния

 

параметров

в

 

том

 

числе

 

средств

 

фазового

 

управления

 

и

 

продольно

-

поперечной

 

компенсации

.

Применение

 

компактных

 

управ

-

ляемых

 

ВЛ

оснащённых

 

устройства

-

ми

 

регулирования

позволяет

 

решить

 

ряд

 

проблем

 

при

 

создании

 

активно

-

адаптивных

 

сетей

 

для

 

обеспечения

 

бесперебойного

 

электроснабжения

 

потребителей

.

Компактные

 

ВЛ

 

в

 

сочетании

 

с

 

устройствами

 FACTS — 

эффективное

 

средство

 

развития

 

электрических

 

сетей

способствующее

 

снижению

 

затрат

 

на

 

транспорт

 

электрической

 

энергии

 

в

 

расчёте

 

на

 

единицу

 

пере

-

даваемой

 

мощности

 

благодаря

 

по

-

вышению

 

пропускной

 

способности

 

электрической

 

сети

сокращению

 

площадей

 

отчуждаемых

 

земельных

 

угодий

использованию

 

устройств

 

ре

-

гулирования

 [1—4].

Компактные

 

двухцепные

 

ВЛ

 

мо

-

гут

 

быть

 

выполнены

 

таким

 

образом

чтобы

 

осуществлялось

 

не

 

только

 

внешнее

 

регулирование

но

 

и

 

вну

-

треннее

 

регулирование

 

параметров

 

линии

 

в

 

целом

  (

самокомпенсация

 

Технические 

аспекты создания 

компактных 

управляемых ВЛ 

220 и 500 кВ

На современном этапе актуальными являются вопросы соз-
дания новых эффективных средств передачи электроэнер-
гии и обеспечения широких возможностей управления ре-
жимами энергосистем.

Юрий ШАКАРЯН, д.т.н., заместитель

 генерального директора – научный руководитель, 

Лариса ТИМАШОВА, к.т.н., заместитель

 научного руководителя – начальник Центра

 электротехнического оборудования, 

Светлана КАРЕВА, инженер Центра электротехнического 

оборудования, ОАО «НТЦ ФСК ЕЭС»

Виталий ПОСТОЛАТИЙ, д.т.н.,

 академик АН Молдовы, заведующий лабораторией, 

Елена БЫКОВА, д.т.н., ведущий научный сотрудник,

Виктор СУСЛОВ, научный сотрудник, Лаборатория

 управляемых электропередач Института энергетики АНМ


Page 3
background image

107

№ 3 (12), май-июнь, 2012

эквивалентных

 

параметров

), 

что

 

достигается

 

путём

 

изменения

 

вза

-

имного

 

электромагнитного

 

влияния

 

сближенных

 

цепей

Линии

 

электро

-

передачи

обладающие

 

такими

 

свой

-

ствами

получили

 

название

 

управ

-

ляемых

 

самокомпенсирующихся

 

воздушных

 

линий

  (

УСВЛ

). 

Они

 

могут

 

быть

 

отнесены

 

к

 

категории

 

гибких

 

систем

 

транспорта

 

электроэнергии

 

на

 

переменном

 

токе

.

КОНСТРУКТИВНЫЕ

 

ОСОБЕННОСТИ

 

КОМПАКТНЫХ

 

УПРАВЛЯЕМЫХ

 

ВЛ

В

 

мировой

 

практике

 

нашли

 

применение

 

ВЛ

 

с

 

уменьшенными

 

расстояниями

 

между

 

фазами

  (

ком

-

пактные

 

линии

в

 

одноцепном

 

и

 

многоцепном

 

исполнении

а

 

также

 

с

 

расположением

 

на

 

одной

 

опоре

 

це

-

пей

 

различных

 

классов

 

напряжения

.

Для

 

таких

 

конструкций

 

обязатель

-

ными

 

являются

 

условия

 

соблюдения

 

требований

 

нормативных

 

докумен

-

тов

в

 

том

 

числе

 

ПУЭ

:

• 

по

 

наименьшим

 

допустимым

 

изоляционным

 

расстояниям

 

при

 

наибольших

 

рабочих

 

напряжени

-

ях

внутренних

 

и

 

грозовых

 

пере

-

напряжениях

;

• 

по

 

условиям

 

механической

 

устой

-

чивости

 

работы

 

проводов

 

фаз

 

в

 

пролётах

в

 

том

 

числе

 

при

 

воз

-

действии

 

различных

 

неблагопри

-

ятных

 

климатических

 

условий

.

Выбор

 

конструкции

 

компактных

 

ВЛ

 

обусловлен

 

возможностью

 

регу

-

лирования

 

электрических

 

параме

-

тров

 

линий

 

за

 

счёт

 

изменения

 

па

-

раметров

 

электромагнитного

 

поля

 

в

 

междуфазном

 

и

 

окружающем

 

линию

 

пространстве

.

Усиление

 

электромагнитного

 

поля

 

внутри

 

линии

 

путём

 

сближения

 

фаз

 

позволяет

 

увеличить

 

пропускную

 

способность

 

и

 

улучшить

 

электриче

-

ские

 

и

 

технические

 

параметры

 

ВЛ

Ослабление

 

электромагнитного

 

поля

 

во

 

внешнем

 

пространстве

 

приводит

 

к

 

улучшению

 

экологической

 

обста

-

новки

 

вдоль

 

трассы

 

ВЛ

На

 

компактных

 

ВЛ

 

используются

:

• 

конструкции

 

опор

исключающие

 

наличие

 

заземлённых

 

элементов

 

между

 

фазами

  (

в

 

частности

опо

-

ры

 

охватывающего

 

типа

);

• 

изолирующие

 

траверсы

;

• 

специальные

 

виды

 

подвесок

 

проводов

 

на

 

опорах

например

 

с

 

помощью

 V-

образных

 

гирлянд

 

изоляторов

.

Для

 

обеспечения

 

механической

 

устойчивости

 

сближенных

 

фаз

 

в

 

про

-

лётах

 

могут

 

быть

 

использованы

 

раз

-

личные

 

изоляционные

 

межфазовые

 

элементы

 (

изоляционные

 

распорки

). 

Электрические

 

параметры

 

ком

-

пактных

 

ВЛ

 

при

 

работе

 

в

 

нормальных

 

симметричных

 

режимах

 

сохраня

-

ются

 

неизменными

Выравнивание

 

электрических

 

параметров

 

фаз

 

це

-

пей

 

осуществляется

 

за

 

счёт

 

транспо

-

зиции

 

фаз

 

внутри

 

каждой

 

цепи

.

Применение

 

на

 

компактных

 

ВЛ

 

различных

 

устройств

 

поперечной

 

или

 

продольной

 

компенсации

 

приво

-

дит

 

к

 

изменению

 

эквивалентных

 

па

-

раметров

 

электропередачи

 

в

 

целом

собственные

 

параметры

 

линии

  (

ин

-

дуктивное

 

сопротивление

ёмкост

-

ная

 

проводимость

волновое

 

сопро

-

тивление

не

 

изменяются

.

УПРАВЛЯЕМЫЕ

 

САМОКОМПЕНСИРУЮЩИЕСЯ

 

ВЛ

 

(

УСВЛ

)

УСВЛ

 

позволяют

 

осуществлять

 

ре

-

гулирование

 

параметров

 

электриче

-

ского

 

и

 

магнитного

 

поля

 

фаз

 

и

 

цепей

что

 

обеспечивает

 

управление

 

экви

-

валентными

 

параметрами

 

ВЛ

 

и

 

ве

-

личиной

 

передаваемой

 

мощности

Регулирование

 

параметров

 

ВЛ

 

целе

-

сообразно

 

осуществлять

 

для

 

обеспе

-

чения

 

заданных

 

режимов

как

 

линии

так

 

и

 

энергосистемы

 

в

 

целом

Регу

-

лирование

 

осуществляется

 

путём

 

из

-

менения

 

угла

 

сдвига

 

θ

 

системы

 

век

-

торов

 

напряжений

 

фаз

 

одной

 

цепи

 

по

 

отношению

 

к

 

системе

 

векторов

 

напряжений

 

фаз

 

другой

 

цепи

 

в

 

пре

-

делах

 0—180° 

с

 

помощью

 

фазопово

-

ротных

 

устройств

 (

ФПУ

ФРТ

).

Главное

 

отличие

 

двухцепных

 

УСВЛ

 

от

 

двухцепных

 

компактных

 

ВЛ

 

состоит

 

в

 

том

что

 

на

 

УСВЛ

 

попар

-

но

 

сближены

 

одноимённые

 

фазы

 

разных

 

цепей

А

1

 

и

 

А

2

В

1

 

и

 

В

2

С

1

 

и

 

С

2

Регулирование

 

угла

 

сдвига

 

θ

 

в

 

пределах

 

от

 0° 

до

 120° (

или

 

до

 

180°) 

позволяет

 

обеспечить

 

необ

-

ходимую

 

величину

 

передаваемой

 

мощности

 

и

 

требуемые

 

параметры

 

режимов

 

электропередачи

При

 

угловом

 

сдвиге

 

θ

 = 0° 

УСВЛ

 

обла

-

дает

 

минимальной

 

пропускной

 

спо

-

собностью

а

 

при

 

θ

 = 120°(180°) — 

максимальной

которая

 

превышает

 

пропускную

 

способность

 

ВЛ

 

тради

-

ционной

 

конструкции

 

того

 

же

 

класса

 

напряжения

 

в

 

диапазоне

 1,3—1,6 

раза

.

Регулирование

 

угла

 

θ

 

может

 

быть

 

плавным

 

или

 

дискретным

Для

 

плав

-

ного

 

регулирования

 

требуется

 

уста

-

новка

 

фазоповоротных

 

устройств

 

(

ФПУ

), 

которые

 

могут

 

совмещать

 

в

 

себе

 

функции

 

трансформаторов

 

или

 

автотрансформаторов

Наиболее

 

простым

но

 

вместе

 

с

 

тем

 

достаточно

 

эффектным

 

является

 

дискретное

 

ре

-

гулирование

обеспечивающее

 

два

 

режимных

 

состояния

 

УСВЛ

а

 

имен

-

но

 

θ

 = 0° 

или

 

θ

 = 120°. 

Такое

 

регу

-

лирование

 

может

 

быть

 

осуществлено

 

путём

 

переключения

 

соответствую

-

щих

 

фаз

 

на

 

одной

 

из

 

цепей

 (

рис

. 1).

Применение

 

ФПУ

  (

ФРТ

на

 

УСВЛ

 

совместно

 

с

 

другими

 

устройствами

 

FACTS 

обеспечивает

 

заданные

 

пара

-

метры

 

ВЛ

высокую

 

управляемость

 

электрических

 

сетей

 

и

 

позволяет

 

до

-

стичь

 

существенной

 

экономии

 

капи

-

тальных

 

и

 

эксплуатационных

 

затрат

 

по

 

энергосистеме

 

в

 

целом

 

по

 

срав

-

нению

 

с

 

вариантами

 

традиционных

 

решений

.


Page 4
background image

108

СЕТИ РОССИИ

ОРГАНИЗАЦИЯ

 

РЕМОНТНЫХ

 

РАБОТ

 

НА

 

КОМПАКТНЫХ

 

ВЛ

 

Ремонтные

 

работы

 

на

 

ВЛ

 

выпол

-

няются

 

при

 

снятии

 

напряжения

 

или

 

под

 

напряжением

 [5, 6].

При

 

снятии

 

напряжения

 

все

 

виды

 

ремонтных

 

работ

 

на

 

компактных

 

ВЛ

 

могут

 

проводиться

 

аналогично

 

работам

 

на

 

ВЛ

 

традиционной

 

кон

-

струкции

за

 

исключением

 

работ

связанных

 

с

 

ремонтом

 

междуфазо

-

вых

 

изолирующих

 

распорок

Любые

 

работы

 

по

 

замене

 

и

 

ремонту

 

между

-

фазовых

 

изоляционных

 

элементов

а

 

также

 

арматуры

 

расщеплённых

 

фаз

 

могут

 

проводиться

 

с

 

использованием

 

применяемых

 

в

 

настоящее

 

время

 

на

 

ВЛ

 

традиционной

 

конструкции

 

с

 

рас

-

щеплёнными

 

фазами

 

специальных

 

передвижных

 

подвесных

 

тележек

При

 

замене

 

или

 

ремонте

 

стягиваю

-

щих

 

междуфазных

 

элементов

 

тре

-

буется

 

предварительная

 

фиксация

 

расстояния

 

между

 

сближенными

 

фа

-

зами

 

с

 

помощью

 

фиксирующих

 

при

-

способлений

.

При

 

проведении

 

ремонтных

 

ра

-

бот

 

под

 

напряжением

 

на

 

двухцепных

 

компактных

 

ВЛ

аналогично

 

тради

-

ционным

 

двухцепным

 

ВЛ

требуется

 

полное

 

отключение

 

цепи

на

 

которой

 

необходимо

 

выполнение

 

ремонтных

 

работ

.

При

 

проведении

 

ремонтных

 

ра

-

бот

 

под

 

напряжением

 

на

 

двухцепных

 

УСВЛ

 

организация

 

работ

 

существен

-

но

 

отличается

 

от

 

выполнения

 

работ

 

на

 

двухцепных

 

ВЛ

 

традиционного

 

и

 

компактного

 

исполнения

.

Преимущества

 

при

 

проведении

 

ремонтных

 

работ

 

под

 

напряжением

 

на

 

УСВЛ

 

достигаются

 

за

 

счёт

 

того

что

 

в

 

них

 

попарно

 

сближены

 

фазы

 

разных

 

цепей

Для

 

УСВЛ

 

предусма

-

тривается

 

как

 

минимум

 

два

 

режима

 

работы

  (

рис

. 1): 

при

 

θ

 = 0° 

или

 

θ

 = 

120°, 

т

.

е

в

 

первом

 

случае

 

сближен

-

ные

 

фазы

 

будут

 

иметь

 

одинаковые

 

напряжения

  (

по

 

модулю

 

и

 

фазе

), 

а

 

во

 

втором

 

случае

 

между

 

ними

 

будет

 

линейное

 

напряжение

.

При

 

θ

=0° 

пара

 

сближенных

 

фаз

 

может

 

рассматриваться

 

как

 

одна

 

фаза

 

с

 

глубоким

 

расщеплением

Рас

-

стояния

 

от

 

одной

 

пары

 

фаз

 

ВЛ

 

до

 

других

 

и

 

до

 

заземлённых

 

элементов

 

опор

 

на

 

УСВЛ

 

выдерживаются

 

таки

-

ми

 

же

как

 

на

 

ВЛ

 

традиционной

 

кон

-

струкции

Ремонт

 

каждой

 

пары

 

сбли

-

женных

 

фаз

 

под

 

напряжением

 

может

 

проводиться

 

с

 

использованием

 

всех

 

приёмов

 

и

 

процедур

применяемых

 

при

 

выполнении

 

ремонтных

 

работ

 

под

 

напряжением

 

на

 

традиционных

 

ВЛ

 

с

 

расщеплёнными

 

фазами

.

При

 

θ

 = 120º 

при

 

необходимости

 

производства

 

ремонтных

 

работ

 

под

 

напряжением

 

УСВЛ

 

должна

 

быть

 

переведена

 

в

 

режим

 

θ

 = 0º. 

В

 

этом

 

случае

 

передаваемая

 

мощность

 

бу

-

дет

 

меньше

чем

 

в

 

режиме

 

θ

 = 120º. 

При

 

необходимости

 

отключения

 

фазы

 

одной

 

из

 

цепей

 

УСВЛ

 

в

 

режи

-

ме

 

θ

 = 120º 

ряд

 

работ

 

может

 

быть

 

выполнен

 

без

 

отключения

 

второй

 

фазы

но

 

большинство

 

работ

 

требу

-

ют

 

отключения

 

пары

 

сближенных

 

фаз

принадлежащих

 

разным

 

це

-

пям

При

 

этом

 

оставшиеся

 

под

 

на

-

пряжением

 

две

 

пары

 

фаз

 

обеспечат

 

четырёхфазный

 

режим

 

УСВЛ

На

-

пример

если

 

будет

 

отключена

 

пара

 

фаз

 (

А

1

 

и

 

В

2

), 

то

 

остальные

 

две

 

пары

 

фаз

 

могут

 

обеспечить

 

полноценное

 

трёхфазное

 

питание

Выполнение

 

ремонтных

 

работ

 

на

 

отключённой

 

паре

 

фаз

 

может

 

проводиться

 

анало

-

гично

 

работам

 

на

 

отключённой

 

ВЛ

 

при

 

соблюдении

 

соответствующих

 

мер

 

безопасности

так

 

как

 

осталь

-

ные

 4 

фазы

 

УСВЛ

 

будут

 

под

 

напря

-

жением

.

Преимущества

 

УСВЛ

 

при

 

выпол

-

нении

 

ремонтных

 

работ

 

под

 

напряже

-

нием

 

необходимо

 

принимать

 

во

 

вни

-

мание

 

при

 

технико

-

экономических

 

обоснованиях

 

выбора

 

того

 

или

 

иного

 

типа

 

ВЛ

.

ПРИМЕНЕНИЕ

 

КОМПАКТНЫХ

 

УПРАВЛЯЕМЫХ

 

ВЛ

 

В

 

ЭНЕРГОСИСТЕМАХ

К

 

настоящему

 

времени

 

вы

-

полнен

 

большой

 

объём

 

расчётных

 

предпроектных

 

и

 

проектных

 

работ

 

по

 

созданию

 

ряда

 

ВЛ

 

в

 

компактном

 

исполнении

 (

одноцепном

 

и

 

двухцеп

-

ном

), 

в

 

том

 

числе

 

двухцепных

 

УСВЛ

 

различных

 

классов

 

напряжения

Не

-

которые

 

проекты

 

нашли

 

практиче

-

скую

 

реализацию

 

в

 

энергосистемах

 

СНГ

.

Так

в

 

энергосистеме

 

Молдовы

 

уже

 

более

 30 

лет

 

успешно

 

эксплуати

-

руются

 

одноцепные

 

компактные

 

ВЛ

 

10 

кВ

 

со

 

сближенными

 

фазами

  (

об

-

щей

 

протяжённостью

 

около

 600 

км

и

 

двухцепная

 

УСВЛ

 110 

кВ

 

длиной

 

54 

км

построенные

 

по

 

разработкам

 

Института

 

энергетики

 

АН

 

Молдовы

 

и

 

проектам

 

Молдавского

 

Института

 

«

Энергопроект

».

В

 

ЕЭС

 

России

 

с

 1993 

г

функцио

-

нирует

 

компактная

 

ВЛ

 330 

кВ

 

Псков

-

ская

 

ГРЭС

 — 

Новосокольники

 

протя

-

жённостью

 146,7 

км

.

В

 

период

 

до

 1990 

г

были

 

выпол

-

нены

 

ТЭО

 

двухцепных

 

УСВЛ

 220 

кВ

 

Курейская

 

ГЭС

 — 

Норильск

 

протя

-

жённостью

 400 

км

ТЭО

 

двухцепной

 

УСВЛ

 500 

кВ

 

Богучанская

 

ГЭС

 — 

Канск

 

протяжённостью

 450 

км

ТЭО

 

двухцепной

 

УСВЛ

 220 

кВ

 

Левобереж

-

ная

 — 

Новокрасноярская

предпро

-

ектные

 

проработки

 

двухцепной

 

УСВЛ

 

500 

кВ

 

Борино

 — 

Металлургическая

После

 2000 

г

работы

 

в

 

области

 

ком

-

пактных

 

ВЛ

 

и

 

УСВЛ

 

были

 

возобновле

-

ны

 

и

 

расширены

.

На

 

сегодняшний

 

день

 

по

 

заданию

 

ОАО

  «

ФСК

 

ЕЭС

» 

совместно

 

с

 

Инсти

-

тутом

  «

Энергосетьпроект

» 

были

 

вы

-

полнены

 

исследования

 

возможности

 

применения

 

для

 

ряда

 

энергообъек

-

тов

 

ЕНЭС

 

различных

 

вариантов

 

ком

-

пактных

 

ВЛ

 220 

и

 500 

кВ

 

вместо

 

ВЛ

 

традиционной

 

конструкции

.

Результаты

 

исследований

 

пока

-

зали

 

техническую

 

и

 

экономическую

 

Рис

. 1. 

Схема

 

дискретного

 

регулирования

 

УСВЛ

Θ

 = 0º – 

включены

 

выключатели

 

В

1

 

и

 

В

2

 (

В

3

 

отключены

)

Θ

 = 120º – 

включены

 

В

1

 

и

 

В

3

 (

В

2

 

отключены

)


Page 5
background image

109

№ 3 (12), май-июнь, 2012

эффективность

 

сооружения

 

компакт

-

ных

 

одноцепных

 

и

 

двухцепных

а

 

так

-

же

 

управляемых

 

самокомпенсирую

-

щихся

 

ВЛ

 

напряжением

 220, 500 

кВ

.

На

 

основании

 

выполненных

 

рас

-

чётов

 

и

 

анализа

 

перетоков

 

мощно

-

сти

 

в

 

различных

 

узлах

 

ОЭС

 

Сибири

Урала

 

и

 

Востока

 

с

 

учётом

  «

Схемы

 

и

 

программы

 

развития

 

Единой

 

энер

-

гетической

 

системы

 

России

 

на

 

пе

-

риод

 2010—2016 

гг

.» 

рассмотрены

 

следующие

 

энергообъекты

на

 

ко

-

торых

 

возможно

 

и

 

целесообразно

 

применение

 

компактных

 

линий

 

электропередачи

ВЛ

 220 

кВ

 

Майя

 — 

Томмот

ВЛ

 220 

кВ

 

Томск

 — 

Па

-

рабель

 — 

Нижневартовская

 

ГРЭС

ВЛ

 500 

кВ

 

Курган

 — 

Витязь

 (

Ишим

) — 

Восход

Показана

 

возможность

 

управления

 

перетоками

 

мощности

 

между

 

ОЭС

 

Сибири

 

и

 

ОЭС

 

Урала

 

по

 

ВЛ

 220 

кВ

 

Томск

 — 

Парабель

 — 

Ниж

-

невартовская

 

ГРЭС

 

и

 

ВЛ

 500 

кВ

 

Кур

-

ган

 — 

Витязь

 (

Ишим

) — 

Восход

.

ВЛ

 220 

КВ

 

МАЙЯ

 — 

ТОММОТ

 

В

 

ЭНЕРГОСИСТЕМЕ

 

ЯКУТИИ

Якутская

 

энергосистема

 

состо

-

ит

 

из

 

трёх

 

энергорайонов

Южно

-

Якутского

который

 

входит

 

в

 

состав

 

ОЭС

 

Востока

и

 

Центрального

 

и

 

За

-

падного

 

энергорайонов

.

Рост

 

электропотребления

 

за

 

счёт

 

сооружаемой

 

Амуро

-

Якутской

 

же

-

лезнодорожной

 

магистрали

 

и

 

новых

 

горнорудных

 

предприятий

которые

 

предполагается

 

разместить

 

вдоль

 

неё

привёл

 

к

 

необходимости

 

объе

-

динения

 

Центрального

 

энергорайо

-

на

 

Якутской

 

энергосистемы

 

с

 

ОЭС

 

Востока

Для

 

этого

 

предполагается

 

сооружение

 

двухцепной

 

ВЛ

 220 

кВ

 

Майя

 — 

Томмот

 

длиной

 427 

км

.

Для

 

данного

 

энергообъекта

 

воз

-

можно

 

использование

 

следующих

 

вариантов

:

• 

двухцепной

 

компактной

 

ВЛ

 220 

кВ

 

с

 

проводами

 

в

 

расщеплённых

 

фазах

 2×

АС

-300/66 

с

 

горизон

-

тальным

 

расположением

 

фаз

;

• 

двухцепной

 

УСВЛ

 220 

кВ

 

с

 

про

-

водами

 

в

 

расщеплённых

 

фазах

 

АС

-300/66 

с

 

расположением

 

фаз

 

типа

 «

дельта

», 

которая

 

может

 

быть

 

выполнена

 

с

 

применением

 

опор

 

типа

 «

Чайка

».

Проведённые

 

расчёты

 

показали

что

 

для

 

ВЛ

 220 

кВ

 

Майя

 — 

Томмот

 

вариант

 

сооружения

 

двухцепных

 

компактных

 

ВЛ

  (

в

 

том

 

числе

 

УСВЛ

220 

кВ

 

при

 

передаваемой

 

мощно

-

сти

 

свыше

 300 

МВт

 

при

 

принятой

 

ставке

 

дисконтирования

 10% 

по

 

критерию

 

минимума

 

суммарных

 

дисконтированных

 

затрат

  (

по

 

дан

-

ным

 

расчётов

 

Института

  «

Энерго

-

сбытпроект

») 

является

 

более

 

эффек

-

тивным

 

по

 

сравнению

 

с

 

вариантом

 

сооружения

 

двухцепной

 

ВЛ

 

в

 

тради

-

ционном

 

исполнении

  (

рис

. 2). 

При

 

снижении

 

передаваемой

 

мощности

 

ниже

 300 

МВт

 

эффективнее

 

стано

-

вится

 

вариант

 

традиционных

 

ВЛ

Уровень

 

затрат

 

на

 

компенсацию

 

потерь

 

в

 

энергосистеме

 

при

 

коли

-

честве

 

часов

 

использования

 

макси

-

мума

 

нагрузки

 

в

 

год

равном

 5000, 

при

 

применении

 

ВЛ

 220 

кВ

 

тради

-

ционной

 

конструкции

 

с

 

проводами

 

АС

-300/66 

значительно

 

выше

  (

при

-

близительно

 

в

 2 

раза

), 

чем

 

при

 

при

-

менении

 

компактной

 

ВЛ

 

или

 

УСВЛ

 

с

 

проводами

 2×

АС

-300/66. 

Полученные

 

результаты

 

под

-

тверждают

 

целесообразность

 

при

-

менения

 

на

 

ВЛ

 

Майя

 — 

Томмот

 

при

 

передаче

 

по

 

ней

 

мощности

 

свыше

 

300 

МВт

 

двухцепной

 

компактной

 

ВЛ

 220 

кВ

 

с

 

конструкцией

 

фазы

 

АС

-300/39 

или

 

УСВЛ

 220 

кВ

 

с

 

кон

-

струкцией

 

фазы

 2×

АС

-300/39 

при

 

значении

 

угла

 

сдвига

 

фаз

 

векторов

 

напряжений

 

цепей

 

θ

 = 120° 

вместо

 

планируемой

 

двухцепной

 

ВЛ

 220 

кВ

 

традиционной

 

конструкции

 

с

 

прово

-

дами

 

АС

-300/66.

Рис

. 2. 

Результаты

 

технико

-

экономического

 

сопоставления

 

различных

 

вариантов

 

исполнения

 

ВЛ

 220 

кВ

 

Майя

 — 

Томмот


Page 6
background image

110

СЕТИ РОССИИ

ВЛ

 220 

КВ

 

ТОМСК

 — 

ПАРАБЕЛЬ

 — 

НИЖНЕВАРТОВСКАЯ

 

ГРЭС

 

В

 

ОЭС

 

СИБИРИ

Особенностью

 

Томской

 

энерго

-

системы

 

является

 

большая

 

протя

-

жённость

 

системообразующей

 

сети

 

220 

кВ

 

от

 

центра

 

генерации

 (

в

 

райо

-

не

 

г

Томск

на

 

север

 

области

Пита

-

ние

 

потребителей

 

северной

 

части

 

Томской

 

области

 

осуществляется

 

по

 

двухцепной

 

ВЛ

 220 

кВ

 

Томск

 — 

Пара

-

бель

 — 

Советско

-

Соснинская

 — 

Ниж

-

невартовская

 

ГРЭС

 

протяжённостью

 

более

 800 

км

 

с

 

девятью

 

промежуточ

-

ными

 

подстанциями

.

В

 

настоящее

 

время

 

параллельная

 

работа

 

ОЭС

 

Сибири

 

и

 

ОЭС

 

Урала

 

по

 

этой

 

связи

 

не

 

осуществляется

 

из

-

за

 

вероятности

 

перегрузки

 

линий

 220 

кВ

 

на

 

головных

 

участках

 

транзита

 

как

 

в

 

нормальных

 

схемах

так

 

и

 

при

 

отклю

-

чении

 

одной

 

из

 

цепей

 (

рис

. 3).

Для

 

повышения

 

надёжности

 

электроснабжения

 

существующих

 

потребителей

 

северных

 

энергорайо

-

нов

 

Томской

 

области

а

 

также

 

для

 

обеспечения

 

параллельной

 

рабо

-

ты

 

ОЭС

 

Сибири

 

и

 

Урала

 

по

 

транзиту

 

220 

кВ

 

Томск

 — 

Парабель

 — 

Нижне

-

вартовская

 

ГРЭС

 

в

 

соответствии

 

со

 

«

Схемой

 

и

 

программой

...» 

предусма

-

тривается

 

к

 2013 

г

установка

 

фа

-

зоповоротного

 

устройства

  (

ФПУ

на

 

линиях

 220 

кВ

 

Советско

-

Соснинская

 — 

Чапаевка

 

с

 

диапазоном

 

регулирова

-

ния

 

угла

 

δ

ФРТ

=±40°. 

Это

 

решение

 

ча

-

стично

 

позволит

 

снизить

 

остроту

 

про

-

блемы

 

надёжности

 

электроснабжения

 

потребителей

 

северных

 

районов

 

Том

-

ской

 

области

но

 

не

 

решит

 

её

 

полно

-

стью

особенно

 

в

 

условиях

 

роста

 

нагру

-

зок

 

данного

 

района

 

на

 

перспективу

«

Схемой

 

и

 

программой

...» 

предусмо

-

трено

 

также

 

усиление

 

электрических

 

связей

 

по

 

транзиту

 220 

кВ

 

Томск

 — 

Парабель

 — 

Нижневартовская

 

ГРЭС

 

за

 

счёт

 

сооружения

 

одноимённого

 

транзита

 

на

 

напряжении

 500 

кВ

.

Проблема

 

увеличения

 

передава

-

емой

 

мощности

 

по

 

транзиту

 220 

кВ

 

Томск

 — 

Парабель

 — 

Нижневартов

-

ская

 

ГРЭС

 

с

 

целью

 

обеспечения

 

возможности

 

подключения

 

новых

 

потребителей

 

в

 

северных

 

районах

 

Томской

 

области

 

может

 

быть

 

реше

-

на

 

альтернативным

 

путём

 — 

за

 

счёт

 

сооружения

 

двухцепной

 

УСВЛ

 220 

кВ

 

параллельно

 

существующей

 

двухцеп

-

ной

 

ВЛ

 

традиционной

 

конструкции

что

 

обеспечит

 

возможность

 

передачи

 

мощности

близкой

 

к

 

передаваемой

 

по

 

ВЛ

 500 

кВ

 

традиционного

 

испол

-

нения

При

 

этом

 

повышается

 

эконо

-

мическая

 

эффективность

 

передачи

 

мощности

 

по

 

транзиту

 

Томск

 — 

Па

-

рабель

 — 

Нижневартовская

 

ГРЭС

 

за

 

счёт

 

экономии

 

капитальных

 

затрат

 

на

 

строительство

 

дополнительных

 

под

-

станций

 500 

кВ

.

Как

 

показали

 

расчёты

предлага

-

емая

 

компактная

 

ВЛ

 220 

кВ

 

Томск

 — 

Парабель

 — 

Нижневартовская

 

ГРЭС

 

не

 

загружается

 

до

 

уровня

 

величи

-

ны

 

натуральной

 

мощности

равной

 

606 

МВт

По

 

результатам

 

расчёта

 

установлено

что

 

загрузка

 

ВЛ

 

на

 

го

-

ловном

 

участке

 

Томск

 (

Восточная

) — 

Парабель

 

по

 

отношению

 

к

 

величине

 

натуральной

 

мощности

 

линии

 

со

-

ставляет

 48%.

Решить

 

проблему

 

дополнитель

-

ной

 

загрузки

 

ВЛ

 

в

 

случае

 

необхо

-

димости

 

и

 

экономической

 

целесоо

-

бразности

 

возможно

 

с

 

помощью

 

фазорегулирующих

 

устройств

 

транс

-

форматорного

 

типа

  (

ФРТ

ФПУ

или

 

других

 

устройств

 FACTS.

Принципиально

 

важным

 

явля

-

ется

 

выбор

 

места

 

установки

 

ФРТ

 

с

 

учётом

 

конфигурации

 

схемы

 

сети

 

и

 

желаемого

 

направления

 

выдачи

 

мощности

 

по

 

ВЛ

.

Из

 

ряда

 

рассмотренных

 

вариан

-

тов

 

наиболее

 

эффективной

 

в

 

данной

 

сети

 

оказалась

 

установка

 

ФРТ

 

в

 

на

-

чале

 

головного

 

участка

 

ВЛ

 220 

кВ

 

Томск

 (

ПС

 «

Восточная

») — 

Парабель

.

Введение

 

с

 

помощью

 

ФРТ

 

в

 

нача

-

ле

 

каждой

 

цепи

 

двухцепной

 

УСВЛ

 220 

кВ

 

дополнительного

 

углового

 

сдвига

 

векторов

 

напряжения

 

δ

ФРТ

равного

 

-30° 

по

 

отношению

 

к

 

напряжению

 

на

 

шинах

 

ПС

 «

Восточная

», 

обеспечи

-

вает

 

увеличение

 

передаваемой

 

мощ

-

ности

 

до

 616,8 

МВт

 

по

 

отношению

 

к

 

исходной

 

величине

 292 

МВт

.

Дальнейшее

 

увеличение

 

угла

 

сдвига

 

векторов

 

напряжений

 

δ

ФРТ

 

до

 

-40° 

позволяет

 

увеличить

 

передава

-

емую

 

мощность

 

до

 716,8 

МВт

а

 

при

 

значении

 

угла

 

δ

ФРТ

 = -45° 

переда

-

ваемая

 

мощность

 

может

 

достигать

 

величины

 756 

МВт

.

При

 

введении

 

угла

 

сдвига

 

векто

-

ров

 

напряжения

 

δ

ФРТ

 = -60° 

дости

-

гается

 

увеличение

 

передаваемой

 

мощности

 

до

 858 

МВт

что

 

в

 1,4 

раза

 

превышает

 

величину

 

натуральной

 

мощности

 

рассматриваемой

 

УСВЛ

 

220 

кВ

 

и

 

практически

 

равно

 

значе

-

нию

 

натуральной

 

мощности

 

одно

-

цепной

 

ВЛ

 500 

кВ

 

традиционного

 

исполнения

.

ВЛ

 500 

КВ

 

ВОСХОД

 — 

ВИТЯЗЬ

 

(

ИШИМ

) — 

КУРГАН

На

 

базе

 

исходных

 

данных

 

Институ

-

та

 «

Энергосетьпроект

» 

были

 

выполне

-

ны

 

расчёты

 

режимов

 

объединённой

 

энергосистемы

 

с

 

учётом

 

перспектив

 

развития

 

сетей

 500 

кВ

 

в

 

указанном

 

регионе

в

 

частности

 

при

 

введении

 

в

 

работу

 

новой

 

ВЛ

 500 

кВ

 

Восход

 — 

Ви

-

тязь

 (

Ишим

) — 

Курган

 (

рис

. 3).

Были

 

рассчитаны

 

варианты

 

ука

-

занной

 

одноцепной

 

ВЛ

 500 

кВ

 

в

 

обычном

 

исполнении

 

и

 

в

 

виде

 

ком

-

пактной

 

одноцепной

 

ВЛ

 500 

кВ

Ре

-

зультаты

 

этих

 

расчётов

 

для

 

режима

 

передачи

 

максимальных

 

потоков

 

мощности

 

из

 

ОЭС

 

Сибири

 

в

 

ОЭС

 

Ура

-

ла

 

показаны

 

на

 

рис

. 4.

В

 

качестве

 

ветви

 500 

кВ

 

энер

-

госистемы

 

для

 

фазового

 

управле

-

ния

 

была

 

выбрана

 

проектируемая

 

Рис

. 3. 

Карта

-

схема

 

электрической

 

сети

 

напряжением

 220 

кВ

 

и

 

выше

 

ОЭС

 

Сибири

 

и

 

ОЭС

 

Урала


Page 7
background image

111

№ 3 (12), май-июнь, 2012

ВЛ

 500 

кВ

 

Восход

 — 

Витязь

 (

Ишим

с

 

установкой

 

ФРУ

 

в

 

начале

 

указанной

 

ВЛ

т

.

е

вблизи

 

узла

 

Восход

.

В

 

варианте

 

с

 

фазовым

 

управле

-

нием

 

рассматривались

 

режимы

 

при

 

изменении

 

угла

 

сдвига

 

выходного

 

на

-

пряжения

 

относительно

 

входного

 

на

 

ФРТ

 

δ

ФРТ

 

в

 

пределах

 ±60°.

Как

 

можно

 

видеть

 

из

 

приведённых

 

на

 

рис

. 4 

данных

естественное

 

рас

-

пределение

 

потоков

 

мощности

 

из

 

ОЭС

 

Сибири

 

в

 

ОЭС

 

Урала

  (

при

 

δ

ФРТ

 = 0°) 

составляет

 997 

МВт

в

 

том

 

числе

 352 

МВт

 

по

 

ВЛ

 500 

кВ

 

Восход

 — 

Витязь

 

(

Ишим

). 

Остальная

 

величина

 

мощно

-

сти

 

в

 

размере

 645 

МВт

 

передаётся

 

по

 

сетям

 500 

кВ

 

ОЭС

 

Сибири

 

и

 

Казахста

-

на

в

 

том

 

числе

 

по

 

ВЛ

 500 

кВ

 

Кустанай

 

(

Казахстан

) — 

Челябинская

 (

Урал

).

При

 

введении

 

с

 

помощью

 

ФРТ

 

углового

 

сдвига

 

δ

ФРТ

 

изменяются

 

ве

-

личины

 

мощностей

передаваемых

 

по

 

рассматриваемым

 

ветвям

.

При

 

значении

 

δ

ФРТ

близком

 

к

 

-30°, 

переток

 

мощности

 

по

 

ВЛ

 500 

кВ

 

Кустанай

 (

Казахстан

) — 

Челябинская

 

(

Урал

становится

 

практически

 

рав

-

ным

 0, 

вся

 

мощность

 

из

 

ОЭС

 

Сибири

 

в

 

ОЭС

 

Урала

 

передаётся

 

по

 

ВЛ

 500 

кВ

расположенным

 

на

 

территории

 

Рос

-

сии

При

 

этом

 

поток

 

мощности

 

по

 

ВЛ

 500 

кВ

 

Восход

 — 

Витязь

  (

Ишим

составляет

 974 

МВт

что

 

соответству

-

ет

 

величине

 

натуральной

 

мощности

 

данной

 

одноцепной

 

ВЛ

 

при

 

традици

-

онном

 

её

 

исполнении

.

Передаваемая

 

по

 

ВЛ

 500 

кВ

 

Вос

-

ход

 — 

Витязь

  (

Ишим

) — 

Курган

 

мощ

-

ность

 

при

 

установке

 

вблизи

 

узла

 

Вос

-

ход

 

ФРТ

 

при

 

необходимости

 

может

 

быть

 

повышена

 

до

 1486 

МВт

  (

при

 

δ

ФРТ

 = -60°) 

при

 

применении

 

следую

-

щих

 

технических

 

решений

:

• 

ВЛ

 

традиционной

 

конструкции

 

с

 

установкой

 

УПК

 

соответствующей

 

мощности

;

• 

ВЛ

 

компактного

 

исполнения

 

нату

-

ральной

 

мощностью

 1486 

МВт

.

Суммарный

 

переток

 

мощности

 

из

 

ОЭС

 

Сибири

 

в

 

ОЭС

 

Урала

 

по

 

ВЛ

расположенным

 

на

 

территории

 

Рос

-

сии

при

 

применении

 

предложенных

 

технических

 

решений

 

и

 

установ

-

ке

 

ФРТ

  (

δ

ФРТ

 = -60°) 

может

 

достичь

 

1868 

МВт

 

вместо

 997 

МВт

 

без

 

при

-

менения

 

ФРТ

.

При

 

положительных

 

значениях

 

угла

 (

δ

ФРТ

происходит

 

уменьшение

 

пе

-

редаваемой

 

мощности

 

по

 

ВЛ

 500 

кВ

 

Восход

 — 

Витязь

  (

Ишим

в

 

сторону

 

ОЭС

 

Урала

Так

при

 

δ

ФРТ

 = +15° 

ве

-

личина

 

передаваемой

 

по

 

ней

 

мощ

-

ности

 

становится

 

равной

 0 (

рис

. 4), 

а

 

при

 

δ

ФРТ

 = +60° 

мощность

 

размере

 

876 

МВт

 

будет

 

передаваться

 

из

 

ОЭС

 

Урала

 

в

 

ОЭС

 

Сибири

.

В

 

заключение

 

следует

 

отметить

что

 

выполненные

 

к

 

настоящему

 

вре

-

мени

 

технические

 

и

 

проектные

 

про

-

работки

а

 

также

 

накопленный

 

опыт

 

позволяют

 

сделать

 

вывод

 

об

 

эконо

-

мической

 

целесообразности

 

приме

-

нения

 

компактных

 

управляемых

 

ВЛ

в

 

том

 

числе

 

управляемых

 

самоком

-

пенсирующихся

  (

УСВЛ

), 

с

 

фазорегу

-

лирующими

 

устройствами

 

для

 

уве

-

личения

 

пропускной

 

способности

 

и

 

управления

 

потоками

 

мощности

 

в

 

со

-

ответствии

 

с

 

заданными

 

режимами

.

Результаты

 

выполненных

 

для

 

конкретных

 

энергообъектов

 

иссле

-

дований

 

показывают

 

эффективность

 

применения

 

в

 

энергосистемах

 

ком

-

пактных

 

ВЛ

 220, 500 

кВ

 

большой

 

пропускной

 

способности

 

совместно

 

с

 

фазорегулирующими

 

устройствами

 

и

 

другими

 

средствами

 

управления

 

как

 

основы

 

для

 

создания

 

интеллектуаль

-

ных

 

электроэнергетических

 

систем

.

Компактные

 

управляемые

 

одно

-

цепные

 

и

 

двухцепные

 

ВЛ

 500 

кВ

в

 

том

 

числе

 

двухцепные

 

УСВЛ

 500 

кВ

могут

 

быть

 

также

 

рекомендованы

 

для

 

осуществления

 

объединения

 

на

 

син

-

хронную

 

параллельную

 

работу

 

энер

-

госистем

в

 

частности

 

ОЭС

 

Сибири

 

и

 

Востока

.

ЛИТЕРАТУРА

1. 

В

.

М

Постолатий

Е

.

В

Быко

-

ва

В

.

М

Суслов

 

Ю

.

Г

Шакарян

Л

.

В

Тимашова

С

.

Н

Карева

Ме

-

тодические

 

подходы

 

к

 

выбору

 

вариантов

 

линий

 

электропере

-

дач

 

нового

 

поколения

 

на

 

приме

-

ре

 

ВЛ

-220 

кВ

. Problemele Ener-

geticii Regionale, Chi

ş

in

ă

u, 2010, 

 2 (13), 

с

. 7—22.

2. 

В

.

М

Постолатий

Е

.

В

Быкова

Эф

-

фективность

 

применения

 

управ

-

ляемых

 

самокомпенсирующихся

 

высоковольтных

 

линий

 

электро

-

передачи

 

и

 

фазорегулирующих

 

устройств

 

трансформаторного

 

типа

Журнал

  «

Электричество

», 

2010, 

 2, 

с

.7—14.

3. 

Управляемые

 

линии

 

электропере

-

дачи

Ю

.

Н

Астахов

В

.

М

Постола

-

тий

И

.

Т

Комендант

Г

.

В

Чалый

 / 

под

 

ред

В

.

А

Веникова

Кишинев

«

Штиинца

», 1984 

г

., 292 

с

.

4. 

Астахов

 

Ю

.

Н

., 

Веников

 

В

.

А

., 

По

-

столатий

 

В

.

М

и

 

др

Основные

 

принципы

 

создания

 

и

 

техниче

-

ские

 

характеристики

 

управляе

-

мых

 

самокомпенсирующихся

 

линий

 

электропередачи

Журнал

 

«

Электричество

», 1977, 

 12, 

с

. 37—44.

5. 

И

.

Г

Барг

В

.

И

Эдельман

Воз

-

душные

 

линии

 

электропередачи

Вопросы

 

эксплуатации

 

и

 

надёж

-

ности

. — 

М

.: 

Энергоатомиздат

1985, 247 

с

.

6. 

Справочник

  «

Библия

 

электрика

» 

ПУЭ

МПОТ

ПТЭ

  (

шестое

 

и

 

седь

-

мое

 

издания

все

 

действующие

 

разделы

). 

Новосибирск

Сиб

унив

из

-

во

, 2011, 688 

с

илл

.

Рис

. 4. 

Зависимость

 

перетоков

 

мощности

 

по

 

ВЛ

 500 

кВ

 

от

 

угла

 

сдвига

 

входного

 

напряжения

 

относительно

 

выходного

создаваемого

 

ФРУ

 (

ФРТ

), 

установленным

 

в

 

начале

 

ВЛ

 500 

кВ

 

Восход

 — 

Витязь

 (

Ишим

)

о


Оригинал статьи: Технические аспекты создания компактных управляемых ВЛ 220 и 500 кВ

Читать онлайн

На современном этапе актуальными являются вопросы создания новых эффективных средств передачи электроэнергии и обеспечения широких возможностей управления режимами энергосистем.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 1(82), январь-февраль 2024

Особенности технологии защитного заземления при работах на ВЛ, находящихся под наведенным напряжением

Воздушные линии Работа под напряжением Охрана труда / Производственный травматизм
Платонова Е.Г. Мюльбаер А.А. Целебровский Ю.В.
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»