SU941523A1 - Опора трехфазной линии электропередачи - Google Patents

Description

(5) ОПОРА ТРЕХФАЗНОЙ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Claims (3)

1 Изобретение относитс  к строител ству воздушных линий электропередач высокого, сверхвысокого и ультравысокого напр жени . Известна опора трехфазной многоцепной воздушной линии электроперед чи высокого напр жени , содержаща  две стойки две гибкие траверсы, рас положенные по цепной линии, и отт ж ки С1 . Эта опора не предназначена дл  сверх- или ультравысокого напр жени  с фазами из расщепленных проводов и  вл етс  многоценной, она не предназначена дл  повышени  электрической пропускной способности линии электропередачи. Известна также трехфазна  воздушна  лини  электропередачи высокого, сверхвысокого или ультравысокого напр жени , содержаща  одноцепные опоры, в которой провода средней фазы расположены ниже крайних и провода крайних фаз выполнены с эквивален ным радиусом, большим чем эквивалентный радиус проводов средней фазы. Эта лини , за счет расположени  и конструкции фаз, позвол ет повысить передаваемую по линии мощность 2ji Однако опора этой линии  вл етс  одностоечной, свободносто щей, с очком дл  средней фазы и между фазами располагаютс  металлические детали опор, что не позвол ет обеспечить оптимальное рассто ние между фазами, вследствие чего передаваема  по линии мощность не  вл етс  м Jкcимaльно возможной. Наиболее близким к изобретению техническим оешением  вл етс  опора трехфазной линии электропередачи, преимущественно ультравысокого напр жени , включающа  стойки, соедин ющую их гибкую траверсу с подвешенными к ней проводами, канаты, поддерживающие гибкую траверсу, верхние концы которых прикреплены к верхним част м стоек, и гибкую св зь, объедин ющую стойки экономична  и надежна  в эксплуатации одноцепна  опора предназначена дл  горизонтальной подвески на ней трех фаз линии, что не позвол ет повысить -передаваемую по линии мощность по сравнению с нормальной. Цель изобретени  - увеличение передаваемой по линии мощности. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в опоре трехфазной линии электропередачи, преимущественно ультравысокого напр жени , включающей стойки, соедин ющую их гибкую траверсу , с подвешенными к ней проводами, кёнаты, поддерживающие гибкую траверсу , верхние концы которых прикреплены к верхним част м стоек, и гибкую св з объедин ющую стойки, места подвески проводов крайних фаз размещены с превышением над средней фазой, а нижние концы канатов прикреплены к крайним фазам удаленной стойки, при этом стой ки опоры удлинены на величину равную h : sinot, где: h - превышение высоты подвески крайних фаз над средней; oL - угол между осью стойки и горизон том.. , , Предусмотрен вариант выполнени  опоры трехфазной линии электропередачи , в которой места подвески крайних фаз определ ют из соотношени  f а- h рассто ние по горизонтали от проводов крайних фаз до ближайшей стойки опоры; рассто ние по горизонтали между средней фазой и крайними; h - превышение высоты подвесок крайних фаз над средней. Предусмотрен вариант выполнени  опоры трехфазной линии электропередачи , согласно которого она снабжена дополнительной гибкой траверсой, к которой подвешены фазы дополнительных проводов, причем дополнительна  гибка  траверса расположена параллельно основной, а стойки опоры удлинены. Стойки опоры могут быть выполнены свободносто щими. Кроме того, дл  прокладки р дом второй линии может быть добавлена треть  стойка, установ ленна  вертикально между крайними, например наклонными стойками. На фиг. 1 изображена опора с двум  стойками, вид вдоль линии электро передачи; на фиг. 2 - то же, в плане; на фиг. 3 вариант опоры со свободносто щей стойкой, вид вдоль линии электропередачи; на .фиг. схема подвески фаз к опоре; на фиг. 5 - вариант прокладки р дом второй цепи линии; на фиг. 6 - то же, в плане; на фиг. 7 двухцепна  двухстоечна  опора, вид вдоль линии электропередачи. Изобретение относитс  к строительной части опор воздушных линий электропередач высокого (330-500 кВ). сверхвысокого (750 кВ) и ультравысокого (1150 кВ и выше) напр жени  и направлено на создание опоры, позвол ющей реализовать электрическую схему 2. Эта электрическа  схема состоит г расположении двух крайних фаз линии электропередачи выше, чем средн   фаза и выполнении крайних фаз, расщепленных на несколько составл ющих проводов, с эквивалентным радиусом большим, чем эквивалентный радиус проводов пониженной средней фазы. Практически необходимый эквивалентный радиус проводов фаз выбираетс  путем выбора целесообразного шага расщеплени , т. е, рассто ни  между проводами в фазе. В крайних фазах рассто ние между проводами выбираетс  больше, чем в средней фазе. Одновременно выбираетс  превышение (h) высоты подвески крайних фаз над средней, а также горизонтальна  проекци  (Ь) рассто ни  между крайними и средними фазами. При этом число и марка проводов во всех фазах принимаютс  одинаковыми, что обеспечивает одинаковую стрелу провеса всех проводов в пролете и благопри тно по строительно-монтажным соображени м . Параметры h и tj и шаг расщеплени  взаимосв заны и их оптимальные комбинации обеспечивают увеличение пропускной способности(Рцат) и передаваемой по линии электрической мощности по сравнению с линией с традиционным расположением всех фаз на одинаковом горизонтальном уровне и при одинаковом расщеплении проводов. В таблице приведено п ть примеров выбора сочетани  параметров Ъ и h при шаге расщеплени  крайних фаз d равном 0,6 м и при шаге расщеплени  средней фазы, равном 0,3 м дл  воздушной линии напр жением 750 кВ с проводами в фазе 6хАС-300/39. Рассмотрено два варианта габарита Н от нижнего провода линии до земли. Указана также обеспечиваема  данным вариантом передаваема  мощность в тыс чах киловатт, и - превышение ее над мощностью, передаваемой по обычной известной линии 750 кВ и рав ной 2100 тыс.кВт. В графе 5 указана получающа с  в данном варианте напр женность элек трического пол  на проводе Е„род.ощ причем напр женности пор дка 30 кВ/с  вл ютс  допустимыми и гарантируют допустимый уровень потерь энергии на корону и радиопомех от линии. В графе 6 указана получающа с  в варианте максимальна  напр женность электрического пол  под линией Величины менее 15 кВ/м не Л.ЛЛС1КС создают заметного дискомфорта под линией и допустимы по эконологическим соображени м. Электрическа  схема обеспечивает повышение передаваемой по линии , 750 кВ мощности (по сравнению с обыч ной схемой) от 19 до 30% за счет сни жени  ее волнового сопротивлени , причем максимальна  выгода получаетс при сближении фаз (допустимом по изо л ционным соображени м), в данном примере до 9 м. При этом обеспечиваю с  допустимые услови  по короне, радиопомехам и экологии. Однако обеспечение расположени  фаз по вариантам 1 и 2, т. е. b , наталкиваетс  на трудности, так как при обычных типах опор (портальные, набла, чайка и т. д.) между соседними фазами располагаютс  электропровод щие (например , металлические или железобетонные ) части стоек опор или траверс. Поэтому рассто ни  между фазами приходитс  увеличивать (по соображени м обеспечени  необходимых изол ционных рассто ний), что приводит к вариантам 3-5 с рассто ни ми между фазами 12 или м, что значительно (на 8,511% ) снижает мощность, котора  может быть передана по линии, а это неэкономично и нежелательно. i Дл  достижени  оптимальных результатов и повьйиени  передаваемой по линии максимальной мощности, возможной по электрическим соображени м, разработаны опоры линии, в которых пространство между фазами не зан то никакими конструктивными элементами опор, что позвол ет расположить фазы оптимально с электрической точки зрени . Опора (фиг. 1) содержит две стойки 1 и 2 в данном примере наклоненные к горизонту на угол (тЦ,, Стойки опираютс  на шарниры 3, смонтированные на фундаментах Ц. Стойки соединены гибкой св зью 5 и расчалены отт жками 6 и 7, закрепленными к анкерам 8. Стойки опоры, по сравнению с опорами с горизонтальной подвеской всех фаз, удлинены на величину h : cos (90-«О или h : sinoL, где h превышение высоты подвески крайних фаз над средней . К верхним концам стоек 1 и 2 прикреплены концы гибкой траверсы 9, к которой подвешены гирл нды изол торов 10-12, к которым с помощью арматуры прикреплены расщепленные провода фаз 13 (А), U (В), 15 (С). В известной опоре такого типа три фазы расположены горизонтально, мто обеспечиваетс  двум  нат жными канатами , присоединенными к месту креп- ( лени  средней фазы и к верху стоек. В соответствии с решаемой задачей в опоре точки подвеса гирл нд изол торов расположены по вершинам веревочного многоугольника, обеспечивающего необходимое превышение крайних фаз линии над средней. Канаты 16 и 17 присоединены к местам креплени  гирл нд 10 и 12 крайних фаз 13 и 15, а их вторые концы прикреплены к верхним част м удаленных от фазы стоек опор, соответственно 1 и 2. Это обеспечивает фиксацию положени  крайних фаз при боковом ветре и обеспечивает нор мальную работу линии и соблюдение заданных рассто ний между фазами. т. е. расположение крайних фаз 13 (.А и 15 (С) выше средней фазы Т (В) на высоту h, а горизонтальное рассто ние между крайними фазами 13 (А) и 15 (С) и средней фазой 1 (В) равное Ь(фиг. ), 6 сочетании с уменьшенны эквивалентным радиусом расщеплени  проводов средней фазы 11 (В) это обеспечивает значительное повышение пропускной способности линии электропередачи . От грозовых перенапр жений лини  защищена тросами -на тросостойках 18. Точки подвеса гирл нд 10 и 12 могут быть соединены жесткой распоркой. Например, при напр жении линии 750 кВ, h м, t 9 м, шаге расщеплени  фаз А и С по 0,6 м, а фазы В - 0,3 м с шестью проводами в каждой фазе АС-300/39 конструкци  опоры и креплени  фаз обеспечивает повышение передаваемой по линии мощности на 312; или на 635 тыс. квт, что  вл етс  серьезным преимуществом линии име  8 виду небольшие затраты на повышение стоек опОр на величину h. Така  конструкци  обеспечивает как высокую экономичность опоры, так и прежде всего большую экономичность воздушной пинии в целом. Кроме того, компактного расположени  всех проводов фаз в середине пинии значительно уменьшаетс  площадь трассы Под линией. Это дает два дополнитель ных преимуцества: уменьшаетс  площадь еырубки леса под трассу линии при прохождении линии по заселенной местности и уменьшаетс  площадь территории под проводами линии, распола гающа с  в середине пролетов (где проводз Наиболее приближены к земле) на которой может иметь место нежелательлое экологическое вли ние на наход щихс  под линией людей и животных . Однако из-за наличи  отт жек и их анкеров площадь, занимаема т опорой, увеличена. Поэтому опоры (фиг. 1) наиболее выгодны при строительстве линий и малонаселенных и слабо освоенных районах, где ценность земли .невелика. При прохождении трассы линии в населенных районах может быть применена опора (фиг. 3), где стойки выполнены свободносто щими , без отт жек. В этом варианте площадь , занимаема  опорой, существенно сокращаетс , но стоимость опоры несколько увеличиваетс . Точки подвеса гирл нд изол торов фаз А, В, С к г,ибкой траверсе могут быть определены из соотношений где а - рассто ние по горизонтали от проводов крайних фаз А, С до ближайшей стойки опоры, определ емое по допустимому приближению проводов к стойке при раскачивании проводов ветром, при выбранном уровне напр жени  линии; рассто ние по горизонтали между проводами средней фазы В и крайними фазами А, С; превышение высоты подвески крайних фаз А и С над средней фазой В (величины Ь и h определ ют электрическим расчетом и обуславливают величину мощности , котора  может быть передана по линии). Подвес гирл нд в этих точках обеспечивает максимальную эффективность линии электропередачи при достаточных изол ционных рассто ни х. Например, при м, а 8 м вертикальные рассто ни  фаз А и С от верха опор составл ют: фаз A и С по 5,7 м, средней фазы В 9 ,7 м. Предлагаема  лини  с опорами обеспечивает передачу существенно большей мощности, чем лини  с горизонтальным расположением фаз или с повышенной средней фазой, но конструкци  ее опор несколько дороже из-за удлинени  стоек. Предлагаема  опора может быть использована также, дл  прокладки р дом с первой линией второй одноцепной линии (фиг. 5). Дл  этого между наи 2, на необходи клонными стойками 1 мом рассто нии, .устанавливаетс  допо нительно вертикальна  свободносто ща  стойка 19 к которой креп тс  вторые концы гибких траверс 9 обеих линий, в остальном конструкци  линий и опоры та же По двум одноцепным лини м 750 кВ проложенным на опоре (фиг. .5))может быть передана мощность 2735 х 2 3+70 МВт, т. е. така  же, как по л нии напр жением 1150 кВ. При этом экономичность опоры дополнительно повышаетс , так как дл  прокладки двух одноцепных линий используютс  не четыре, а три стойки. В линии (фиг. 1)г1ри напр жении 750 кВ и шагах расщеплени  0,6 ми On 0,3м передаваема  по линии мощности увеличиваетс  на 30 или на 635 мВт, что позвол ет сэкономить строительство двух линий 330 кВ или одной дополнительной ли ,НИИ 500 кВ стоимостью 50 тыс. р./км Шаг расщеплени  проводов фазы и расположение их на разной высоте и на оптимальных рассто ни х, реали зуемых с помощью опоры, обеспечивают положительный эффект. При этом вклад каждого из двух меропри тий примерно одинаков , т. е. выбранна  конфигураци  опор дает экономию око ло 25 тыс.р./км. Стоимость обычной одноцепной линии 750 кВ на отт жк,ах с горизонтальным расположением фаз составл ет около 75 тыс. р./км, при этом капзатраты на стойки составл ю около kQ% или 30 тыс. р./км. Удлине ние стоек на 121 приблизительно на столько же удорожает их, т. е. на 3,6 тыс. р./км. Экономи  от примене ни  предлагаемых опор в данном примере составл ет, следовательно, око ;ЛО 25-3,6 21,i тыс. р./км. При длине линии 750 кВ, равной 600 км (например, как ВЛ 750 кВ Ленинград Москва), экономи  от применени  пред лагаемых опор только на одном объек те превышает 1 млн.р. При использовании предлагаемых опор (фиг. 5) экономи  увеличиваетс  больше, чем вдвое. В ближайшие годы намечено по строить около 10 тыс.км линий 750 к Экономичность линии может быть дополнительно повышена при выполнении предлагаемой опоры (фиг. 7). Здесь повышены стойки 1 и 2 опоры и к ним подвешена снизу, под первой цепью 9 линии, дополнительна  гибка  траверса 19, к которой подвешена дополнительна  втора  цепь линии с проводами фаз 20-22 на гирл ндах изол торов 23-25. Места креплени /нижней гибкой траверсы 19 к стойкам 1 и 2 св заны с грунтовыми анкерами 8 дополнительными парами отт жек 26 и 27. В плане опора (фиг. 7) имеет вид, изображенный на фиг.

2. Если фазировка обеих цепей линии одинакова, т. е. под верхней фазой А расположена нижн   фаза также А и т. д., то электрическа  пропускна  способность (мощность линии будет такой же, как двухцепной линии по фиг. 5. т. е, в два раза больше пропускной способности линии ( фиг. 1). Если при электрической фазировке верхней цепи линии 13-15 слева направо А, В, С к проводам нижней цепи линии 20-22 включить фазы, электрически сдвинутые, например на ., т. е. слева направо С, А, В, так, что под верхней фазой А находитс  нижн   фаза С, под верхней фазой В подвешена нижн   фаза А и под верхней фазой С подвешена нижн   фаза В, то электрическа  пропускна  способность линии дополнительно увеличиваетс . При напр жении линии 750 кВ, по сравнению с электрической мощностью обычной, общеизвестной двухцепной линии, равной  ; 2100 х 2 4200 мВт, а также по сравнению с мощностью усовершенствованной двухцепной линии (фиг. 5), равной 2 х 2735 МВт, двухцепна  лини  (фиг. 7) с неодинаковой фазировкой верхних и нижних цепей, сдвинутой, например, на 120 эл. , имеет пропускную способность (мощность) от 7200 до 7600 мВт или около 7500 мВт, т. е. на 80 больше , чем две обычных линии или на. 37% больше, чем две усовершенствованные линии (фиг. 5). Фазы соответствующих верхних и нижних цепей могут быть сдвинуты и на 180 эл. (т. е. под фазой А верхней цепи и включена в обратном направлении А фаза нижней цепи) , что также повышает пропускную способность линии. Стойки 1 и 2 могут быть установлены вертикально. Провода нижней цепи, например в сильно гололедных районах, могут быть несколько смещены от вертикальной лиНИИ , что почти не отражаетс  на пропускной способности линии. Двухцёпна  опора 750 кВ (фиг. 7), например дл  проводов в фазе бхАС 00/51 , дл  2-го района климатически условий по гололеду и 3-го района по скорости ветра, на габаритный и ветровой пролет 580 м, имеет высоту 61,8 м, шиниру в плане между стойка ли ttk м и при рассто нии между верх ними и нижними проводами 12 м. ; Така  опора, вместе с отт жками, весит т, что весьма экономично Формула изобретени  1. Опора трехфазной линии электро передачи, преимущественно ультравысокого напр жени , включающа  стойки соедин ющую их гибкую траверсу с под вешенными к ней проводами, канаты. поддерживающие гибкую траверсу, верх ние концы которых прикреплены к верх ним част м стоек, и гибкую св зь, с ъедин щую стойки, отличающа с  тем, что, с целью увеличени  передаваемой по линии мощности места подвесок проводов крайних фаз размещены с превышением над средней фазой, а нижние концы канатов при ,креплены к крайним фазам удаленной стойки, при этом стойки опоры удалены на величину, равную h : sinci,

/7 /

в

(Pu.i

ч/

6.1 где .h -- превьниение высоты подвески j крайних фаз над средней; oi - угол между осью стойки и горизонтом. 2. Опора, отличающа с  тем, что места подвесок крайних фаз определ ют из соотношени  Зр h f --1- где о рассто ние по горизонтали от проводов крайних фаз до ближайШей стойки опоры; tj - рассто ние по горизонтали между проводами средней фа зы и крайними; h - превышение высоты подвески крайних фаз над средней. 3. Опора, отличающа с  что она снабжена дополнительной гибкой траверсой к которой подвёщены фазы дополнительных проводов, причем дополнительна  гибка  траверса расположена параллельно основной, а стойки опоры удлинены. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент Германии № 37729, кл. 21 С 13/20, опублик. 1923. 2.Авторское свидетельство по за вке № 2732 55/07, кл. Н 02 G 7/00, 11.03.79.

3.Опора с цепной подвеской дл  ЛЭП 735 кВ. - Реферативный журнал Электротехника и энергетика. Электрические станции сети, 1979, f 1, 1E1UK, СИГРЭ-78.

iufL

. (PU9. t

pu.5

ug.f/ ФигЛ