автореферат диссертации по энергетике, 05.14.12, диссертация на тему:Учет пониженной плотности воздуха и состояния поверхности проводов при определении потерь от короны на горных воздушных линиях сверхвысокого напряжения

ОРДЕНА "ЗНАК ПОЧЕТА" НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПО ПЕРЕДАЧЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ПОСТОЯННЫ.,i TOKOi.I ВЫСОКОГО г j: Q Д НАПРЯЖЕНИЯ (ШШ11Т)

На правах рукописи

Дикаыбаев Шамиль Бэктурганович

УДК 621.315.1.015.017. И5.532

УЧЕТ ПОНИЖЕННОЙ ПЛОТНОСТИ ВОЗДГСА и состояния ПОВЕРХНОСТИ'ПРОВОДОВ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ПОТЕРЬ ОТ КОРОНЫ НА ГОРНЫХ ВОЗДУШНЫХ линиях СВЕРХВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Специальность 05.14.12. - Техника высоких напряжений

АВТО'РЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени* кандидата технических наук

Саню-Петербург - 1994

Работа выполнена б ордена "Знак Почета" научно-исследовательском институте по передаче электроэнергии постоянный током высокого напряжения (НИШ, г.Санкт-Петербург) и Киргизском научно-исследовательском институте энергетики (Кыргыэ НШЭ, г .Бишкек).

Научный руководитель: доктор технических наук, академик РАН Тиходеев H.H.

Официальные оппоненты: член-корреспондент РАН, доктор технических.наук, профессор Александров Г.Н.;

кандидат технических наук Сохранский A.C. .

Ведущая организация: Северо-западный институт "Энергосехьпроект"

Защита'состоится 21 декабря 1994 г. в на.заседании специализированного совета К IH.09.0I в ордена "Знак Почета" научно-исследовательском институте по передаче электроэнергии постоянным током высокого напряяения (НИИПТ) по адресу: г.Санкт-Петербург, ул.Константинова, д.I, ауд. 32.

Отзывы (в двух экземплярах), заверенные гербовой печать», просьба направлять по адресу: 194223, г.Санкт-Петербург, • ул.Курчатова, д.1/39, НИИПТ, ученому секретарю. . 1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан " //" ноября 1994 г.

Ученый секретарь специализированного совета К 144,09.01, кандидат технических наук

Яргокский ю.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. За последние два десятилетия в странах СНГ введены в эксплуатацию крупные гидроэлектростанции, расположенные на горних реках, что потребовало сооружения достаточно" разветвленных сетей воздушных линий (ВЛ) сверхвысокого напряме-ния (СВН) в горных районах Средней (Центральной) Азии, Южного Казахстана и Кавказа. Интенсивное строительство и проектирование ВЛ СВН ведется во многих других высокогорных регионах мира (0АР, Мексике, Китае и др.)* Создание надеяных и экономичных горных линий остается крупной научной и инкенерной проблемой, обусловленной сяокньши условиями работы таких линий.

Выбор конструктивных элементов ВЛ СВН представляет собой комплексную техническую и экономическую задачу, от решения которой в значительной мере зависит экономичность и надежность электропередачи в целом. Важнейшими элементами ВЛ являются провода, так как именно они, во многом, определяют экономические показатели линии электропередачи (ЛЭП) в целом и составляют до

стоимости ВЛ. Выбор сечения проводов и конструкции фазы горной ВЛ в значительной мере определяется условиями ограничения коронного разряда, так как коронный разряд на проводах приводит к дополнительным потерям электроэнергии и является основным источником радиопомех и помех высокочастотным каналам связи.

Для высокогорных ВЛ выбор оптимальной конструкции фазы усугубляется суровыми природно-климатическими условиями горных регионов. Из шонества специфических условий высокогорья и особенностей горных ВЛ на потери мощности при коронировании и уровни радиопомех в значительной степени влияет относительная плотность воздуха, сникающаяся с увеличением высоты прохождения трасты ВЛ над уровн-ем моря (н.у.м.).

Методика расчета потерь на корону для ВЛ переменного тока ЗВН и УВН, в том числе и горных, регламентируется действующими в настоящее время "Руководящими указаниями по учету потерь на корону и помех от короны при выборе проводов воздушных линий электропередачи переменного тока 330-750 и постоянного тока . 300-1500 .кВ" (РУ), выпущенными в 1975 году. Однако, вопросы ко-

н

ронирования, связанные с шш радиопомехи и потери мощности на высокогорных ВЛ СВН еще недостаточно изучены, а результата специальных исследований, проведенных в последние годы в СНГ на опытных пролетах различной длины и расположенных на различных высотах над уровней моря, противоречивы.

Целью работы'является:

- исследование состояния поверхности и коэффициента иеглад-кости проводов высокогорных ВЛ после ионтана и в процессе ее эксплуатации при воздействии коронного разряда;

- получение достоверных сведений' о потерях мощности от короны на горных ВЛ с проводами разной конструкции при пониженной плотности воздуха и различных погодных условиях;

- выбор и обоснование критериальных координат для обобщения потерь мощности на корону для горних ВЛ (полученных автором, а такие опубликованных в литературе);

- уточнение методики пересчета и разработка расчетных методов определения потерь мощности от короны на проводах горных

ВЛ СВН различных конструкций при различных видах погоды;

- разработка уточненных рекомендаций по расчету среднегодовых потерь мощности от короны для горных ВЛ СВН переиенного тока с учетом пониженной плотности воздуха и состояния поверхности проводов.

• Эти вопросы решались, главным образом, на основе экспериментальных исследований, которые были проведены на высокогорной научно-исследовательской станции Кыргызского научно-исследовательского института энергетики, располокенноЯ у перевала Тюз-Ашу на отметке 3050 метров н.у.и.

Научная новизна. Впервые проведены экспериментальные иссле-•дования воздействия коронного разряда на состояние поверхности и коэффициент негладкости проводов высокогорных ЕЯ; так же .. впервые на отметке 3050 и н.у.м. получены обширные экспериментальные данные по потерям мощности от короны на различных конструкциях проводов ВЛ СЕН, охватывающие различные метеорологические явления; разработаны критериальные координаты для обобщения экспериментальных данных по потерям мощности от короны с

учетом относительной плотности воздуха для различных групп погоды и предложена методика пересчета экспериментальных данных с одних условии на другие; предложена формула для расчета потерь мощности от коронного разряда на расщепленных проводах ВЛ СВН с учетом пониженной относительной плотности воздуха при различных видах погоды и уточнена методика определения среднегодовых потерь мощности от короны для горных ВЛ переменного тока.

Практическая ценность. Предлояенная методика определения среднегодовых потерь мощности от короны, разработанная на основе результатов выполненного исследования, позволит более обоснованно как с технической, так и с экономической точек зрения выбирать конструкцию проводов для проектируемых, строящихся и эксплуатируемых горных ВЛ СВН. Эффективность внедрения основных результатов работы определяется выбором оптимального поперечного сечения алюминия и конструкции расщепленного провода с учетом капитальных вложений и суммарных потерь мощности (от протекания рабочего тока и от короны). •

Результаты работы использованы при составлении повой редакции "Руководящих указаний по учету потерь на корону и радиопомех от короны при проектировании и эксплуатации ВЛ переменного тока 220-1150 кВ и постоянного тока 800-1500 нВ", а тагосе проектными организациями: ОДП Энергосетьпроект, CAO Знергосетьпроект (г.Ташкент), ОКИ Сельэиергопроект (г.Бишкек). Отдельные рекомен-. дации внедрены в энергосистемах Пермэнерго, Тадяэнерго и использованы ПО ДЭП {г.¡Москва) и СибШШЭ (г.Новосибирск).

На защиту выносятся: результаты экспериментальных исследова-nnît старения проводов под воздействием коронного разряда на состояние поверхности и коэффициента негладкости проводов высокогорных ВЛ; результаты экспериментальных исследований потерь .мощности от коронного разряда, полученные на:высокогорной опытной ВЛ 500 кВ (3050 ы н.у.м.); уточненные автором обобщенные . координаты потерь мощности от короны и методика пересчета экспе-V риментальных данных по потерям от короны с горных условий на .. равнинные' и наоборот; методика определения среднегодовой мощности потерь от короны для горных ВЛ переменного тока.

Апробация. работы. Основные результаты докладывались и о Ос:;, --

делись на I Республиканской аиучко-техинческо." хоицереиции молодых учеиих Киргизии.(Фрунзе, 1933), но конференции -полодия ученых-энергетиков Казахстана (Алма-Ата, 1983), на научно-техническом совещании "Поыгаение надежности и экономичности горных линий электропередачи" (Душанбе, 1935), на Ьсесоюзпоц научно-техническом совещании "Высокогорные линии электропередачи" (Москва, 1935), на НТС ПШ1Х (С,-Петербург, 19-:-Ч).

Публикации. По хане диссертации опубликовано II научних работ, указатшх ? конца автореферата.

Структура и обвей работы» Диссертация состоит из .введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы из 83 наименований. Объем работы - 142 страницы машинописного текста, в том числе, 2? рисунков и II таблиц.

. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цели и задачи исследований. —

3 первой главе дается обзор высокогорних экспериментальных баз, где проводились исследования потерь мощности от коронного разряда при пониаенной плотности воздуха. Приведено подробное описание Высокогорной научно-исследовательской станции (ВНИС) на перевале Тюз-Аау, которая явилась экспериментальной базой . диссертационного исследования.

.НЕС. Тйз-Ашу расположена на отметке 3050 м и.у.и. на Киргизской хребте Тянь-Ианьских гор в 130 км от г.Бишкек. Уникальные условия высокогорья, наличие перспективной технической базы с возможностью ее дальнейшего расширения позволяют изучать на станции обширный комплекс вопросов, связанных с проектированием И;строительством горных линий. Питающим элементом установки является однофазный испытательный .трансформатор напряжением 500 кВ типа И0;;к-500/1500, который возбуждается от однофазного индукционного регулятора напряжения типа МА-195/118. Аппаратура схеш измерения потерь швдости на корону размещается в экранированной кабине, изолированной от земли на напряжение установки. Крепление и изоляция экранированной кабины от поверхностей

высоководьткот\> зала осуцествляетсп с поиоцыо гирлянд подвесных изоляторов.

В состав HllliC входит опытная воздушная линия (ОВЛ) 500 кВ, нп которой били проведены основные экспериментальные лсследо-. впния. ОМ предстазашез собой один'пролет ВЛ 500 кВ переменного топа. В качестве опор опытного пролета использованы отдельно-стоящие металлические опоры. Расстояние мелду опорами - 100 м. На пролете могут подвешиваться провода различных марок с различным числом составляющих в фазе, расстояние ¡.¡з;;;ду составляющим когет меняться. Предусмотрена возможность изменения высоты подвеса проводов над землей, для повыпения точности измерений потерь на корону предусмотрено исключение попадания в измерительную схему токов утечки с натя;:;ных гирлянд изоляторов, что обеспечивается подачей потенциала линии на специальные разделительные изоляторы. Подача потенциала на разделительны!!, изолятор дальней гирлянды осуществляется через изолированный стальной сердечник спецпровода. Дня предотвращения краевого эффекта исследуемые провода экранируются с концов на длине около двух метров специальными цилиндрическими экранами.

Измерение мощности потерь от короны осуществлялось со стороны высокого потенциала в измерительной кабине ¡.¡остовой схемой, которая представляет собой высоковольтный четырехплечний мост, у которого в качестве одного из высоковольтных плече" используется двенадцать высоковольтных конденсаторов типа ДаР-30/0,0044, собранных в две колонки, общей емкостью 1560 пФ. Другое высоковольтное плечо представлено самим объектом измерения - корон.;-рущей линией. Низковольтными плечана косм служили магазины емкостей Р-5025 и магазин сопротивлений. Измерение модности потерь осуществлялось ваттметром Д-522, токовая катушка которого включена последовательно с одной из колонок конденсаторов высоковольтного плеча через повышающий трансформатор тока, а обмотка напряжения включена.в диагональ моста. Цена деления схеш измерения составляет. 4,5 Вт/дел.«пролет. Погрешность измерений потерь мощности на корону - 10/1.

В создании и эксплуатации ВНЕС Твз-Аиу автор настоящей работы принимал непосредственное участие, начиная от строительства

(участив в строительстве и монтаже; разработка, монтаж и наладка схем измерения, оборудования; руководство эксплуатацией ВНИС) и заканчивая организацией и проведением экспериментов.

Бо второй главе рассмотрен процесс старения и воздействии коронного разряде на состояние поверхности и коэффициент негладкости проводов высокогорных И, приводятся результат экспериментальных исследований процесса сгарения проводов, выполненных на ВНИС Тюз-Ашу. ■

Исследования проводились на стенде длительного испытания коротких проводов и на ОВЛ 500 кВ.' Стенд длительного испытании проводов представлял собой модель однофазной ВЛ, которая оо-стоит из нескольких нролеюв с разными высотами подваса проводов (для создания различных напряженностей на поверхности проводов). Длина каждого пролета определялась длиной испытуемого образца и составляла два метра. В качества опор слунат колонки из различного числа изоляторов типа ОНС-35 и ОНС-ПО. Источни- . ком напряжения являлся однофазный испытательный трансформатор типа И01ЫОО/20. Высота каждого пролета выбрана таким образом» что напряженность Е на поверхности испытуемых проводов составляла 0,8 Е0; 0,9 Е0; 1,0 Е0; 1,1 Е0 (Е0 - начальная напряженность электрического поля на поверхности проводов, соответствующая появлению общей короны в условиях хорошей погоды, при М в 0,82 II Л • 0,73).

Модель ВЛ расположена на открытом воздухе. Контроль качества поверхности проводов осуществлялся путем снятия вольтам-перных характеристик коронного разряда с применением мостовой схемы.

Исследования проводились на 7 образцах провода марки А-95. В исходном состоянии для них экспериментально находились зависимости' тока короны от напряженности на поверхности испытуемого провода измерением потерь на корону на коротких

проводах. Затем наносились искусственные повреждения, характерные для проводов горных ВЛ, монтируемых с протяккой по скальному грунту,'и вновь снимались зависимости ]цг+(£] после чего они подвешивались на стенд длительного испытания проводов при Е я (0,8 - 1,1) Е0. На один из образцов напряаение но по-

давалось: он являлся контрольный. Другой контрольный образец слу.хил для проверки схе;лы измерения и хранился в помещении в качестве эталона. Испытуемые образцы находились на стенде в общей сложности 6 месяцев, из них 3 месяца под напряжением, а 3 месяца без напряжения. После длительного воздействия электрического поля и атаосфериых влияний проводились иаыерекия токов короны, т.е. экспериментально находились зависимости Jk = |(E) для каэдого образца испытуемого провода. Состояние поверхности или степень старения проводов оценивались по коэффициенту негладкости ги , который, как принято считать, равен отношению начальной напряженности появления общей короны на витом проводе Еов и начальной напряженности Еог появления общей короны на гладкой цилиндрическом проводе того не радиуса. £ов определялось из графиков зависимости JK = /("£) методом редуцирования, а ЕоГ - расчетный путем. Результаты испытаний проводов приведены в табл.1.

Таблица I

Изменение ког.^.чциенга яэгладкости or воздействия электрачоского ноля и времени

Номер Услоеия' испытаний Коэффициент негладкости

образца исходный, после повреждений, т2 после длителз ных испытаний,

. I На открытой воздухе, №'0 = 1,1. ■ - 0,57 0,77

2 На открытой воздухе, Е/Е0 =1,1 0,81 0,58 0,78

3 На открытом воздухе, , = I. 0,73 v. 0,52 0,73

Ьг. На открытой воздухе, Е/Е^Ч 0,7? 0,54 0,75

5 '■■; На открытой воздухе, Е/Е£ . 0,9 .... 0,77 0,52 0,74

6 Ка открытом воздухе, Е я о 0,73 0,52 ■ 0,65

7 В' помещении, Е = 0 0,73 не поврекдался 0,78

Из приведенных данных видно, что коэффициенты негладкости испытуемых проводов увеличились и приблизились, и в некоторых случаях и достигли первоначального значения, т.е. значения т поврежденных проводов после длительного воздействия напряжения достигли значений неповрежденных проводов, что свидетельствует о старении (сглахивании поверхности) проводов горных Ю1. Небольшое увеличение коэффициента негладкости оо'разца, который находился без напряжения (образец К о) вызвано, по-видимому, эйек-том шлифовки провода сильный ветрои с примесью песка и других частиц. Неизыенность значения (Г1( и щ3 образца (г 7, который хранился в помещении, свидетельствует о той, что погрешность измерительной схеш постоянна для всех опытов.

В процессе проведения экспериментов было замечено, что старение проводов происходит неравномерно во времени. Интенсивное увеличение коэффициента негладкости наблюдается в первые сутки, затем возрастание т происходит медленно и монотонно. В связи с этим были проведены специальные дополнительные эксперименты по уточнению скорости старения проводов. Эксперименты проводились на двух образцах провода А-95 длиной два ыетра. цетодика определения состояния поверхности аналогична указанной выше, за исключением того, что после повреждения провода не подвешивались на стенд длительного испытания, а находились под иапрякенаен на установке измерения потерь на корону. При этом напряженность на поверхности проводов составила Е е 1,1 Е0. Результаты экспериментов свидетельствуют о том, что в первые 2-3 ч происходит резкое возрастание коэффициента негладкости'т , который по истечении 100 ч монотонно увеличивается до щ неповрежденного провода.

Для окончательного доказательства того, что провода реальных высокогорных БД также стареют, были проведены специальные экспериментальные исследования на ОВЛ 500 кв..

Первая серия экспериментов проводилась на одиночном проводе АС-300/бб по следующей методике:

- чистый неповрехеденный провод подвешивался на пролет, и в диапазоне изменения градиента потенциала Е на поверхности провода от 12 кВ/сц до 26,5 кВУсм {что соответствует изменению

отношения E/E0 от 0,5 до 1,1, где EQ в 24,1 kB/см для провода AC-3G0/5S при метеоусловиях Таз-Аыу) снималась зависимость

р = f №);

- провод выдергивался при Е/Е0 = 0,91 в течение 22 ч для очистки поверхности провода от пыли и других частиц, налипших при монтаже;

- после этого повторялись измерения потерь (эти данные являлись базовыми для дальнейших сравнений);

- исследуёмый провод снимался с пролета и поврегхдался путем проткккя по каменистым и скальным грунтам;

- поврежденный провод вновь подвешивался на опытный пролет и проводилась серия измерений зависимостей потерь от напряяен-

'ности на поверхности провода в диапазоне ее изменения от 12 до 22,9 кВ/см (Е/Е0 = 0,5-0,95) (для оценки степени повреждения поверхности провода эти потери сравнивались с базовыми);

- на опытный пролет подавалось напряжение, соответствующее Е = 22 кБ/см (Е/Е0 = 0,91) и провод непрерывно выдеркивался под этим напряжением до тех пор, пока уровень потерь мощности на корону не достигал первоначального базисного уровня потерь на неповрежденном проводе.

В процессе длительного выдерживания проводов под напряжением регулярно (в первые сутки через кандый час, в последующие -2-3 раза в сутки) проводились измерения потерь в зависимости от напряженности на поверхности провода в диапазоне изменения Е от 12 до 22,9 кВ/сы (Е/Е0 = 0,5-0,95). При длительном выдерживании проводов под напряжением и при измерении Р =• J(E) особое внимание уделялось тому, чтобы напряжение, подаваемое на пролет, не создавало градиента потенциала на поверхности прово. да, превышающего Е = 22,9 кВ/сы или Е/Е0 = 0,95 (для чистоты эксперимента), так как на реальных ВЛ Е/Е0 < 1,0.

Результаты экспериментов показали, что на поврежденном проводе, в первоначальный коыент, потери возрастали в 10-35 раз по сравнению с базовыми, при этом наибольшая разница получается при небольших градиентах потенциала. Затем с течением времени потери уменьшаются и по прошествии одного месяца достигают базового значения, т.е. совпали с потерями на корону на неповреээден-

ном проводе. Изменение похерь модности в зависимости от времени приложения напряжения для Е/£0 = 0,9 приведено в табл.2.

Таблица 2

Зависимость потерь мощности на корону от времени воздействия электрического поля на поврежденных проводах при Е/Е0 я 0,9

Базовые потерн, 'f Потери мощности при времени экспозиции, ^^ jci

0 I Ч 7 ч • 48 Ч 96 ч 672 ч

0,157 2,02 1,29 0,771 0,321 0,209 0,129

Аналогичный эксперимент был проведен на расщепленной фазе 2х АС-300/65, при этом'повреждена была только одна составляя-■ щая. Потери на поврежденной проводе совпали с потерями на неповрежденном через 31 сутки.

Проведенные эксперименты доказывают наличие процесса ста-, рения проводов горных ВН. Этот процесс длится около одного месяца при номинальном напряжении на линии. Следовательно, при расчете потерь мощности на корону на высокогорных Ш нет обхо-днмости заниаать значение коэффициента негладкости проводов т Значение m необходимо принимать таким se, как и для проводов равнинных ВЛ, например, для проводов марок АС, ACO и АСУ долины приниматься значения m =0,82 независимо от способа монта-яа и высоты прохождения трассы Ш н.у.м. .

В третьей главе приведены результаты экспериментальных исследований потерь мощности от короны, выполненных на опытной ВЛ 500 кВ Высокогорной научно-исследовательской станции Кыргызского научно-исследовательского института энергетики, расположенной на отметке 3050 u н.у.м. Полученные опытные данные сравниваются с результатами других экспериментальных исследований, выполненных ранее з странах СНГ и дальнего зарубежья.

: Исследования потерь мощности от короны на опытной высокогорной ВЛ проводились в однофазном режиме на фазах различных

конструкции. Б общей сложности исолодоышиы потерь от короли на ВНИС Тюз-Ашу било посвящено более 7 лет. За иго время при рвзличьюс метеорологических условиях получено на .¿-язе с одиночным проводом АС0-500 (эдесь и дилое обозначение проводов дано По ГОСТ Я35-59, но последнему ГОСТу 339-80 этому проводу соответствует марка АС-500/64) ¿0? серил измерений, на расщепленной (¿.азе и двумя составляющими проводами 2 х АСО-500 -101 серия и на расщепленной фазе с тремя составляющими проходами 3 х АС0-5С0 - 451 серия измерении.

Сущность измерений потерь мощности заключалась в получении зависимостей для большого интервала изменений на-

пряжения на проводах за короткий промежуток времени. Обычно длительность измерения потерь при каздом значении напряжения не прешмала 1-2 минут, а общее время для получения одной характеристики не превышала 15-20 минут. За такой промежуток времени, особенно при хоровеЯ погоде, не происходит существенных изменений метеорологических факторов (не считая порывов гетра), а, следовательно, и потерь на корону. Этот метод позволяет исследовать потери мощности на корону в зависимости от напряжения и метеорологических ¿акторов.

Перед проведением измерений пролет выдергивался под рабочим напряжением в течение 40 минут. Метеоусловия при проведении экспериментов фиксировались по данный гидрометеостанции Тюз-Ашу "Северная" УГ.'.1С Кыргызской Республики, которая расположена в непосредственной близости от опытного пролета.

Напряжение на ОВЛ измерялось с помощью емкостного делителя, в котором в качестве высоковольтного плеча используется колонна из иести конденсаторов типа ДЫР-80/0,0044, и периодически контролируется эталонным конденсатором типа UCF-60/6Q0P производства фирмы TUR , .

Результаты многолетних измерений потерь мощности от короны, полученные на ОВЛ 500 кВ ВНИС Тюз-Ашу при различных конструк- • циях фазы для различных погодных условий, приведены на рис Л в виде графиков зависимостей потерь на корону от максимальной ■ напряженности на поверхности проводов, Рз=-£(£м} . Сравнение

' Результаты експеримсюааьках асодедоьаиий, пзлучеюше-на ОЗЛ Твэ-Аау (3050 м.н.у.:.'..) при разлачшх иогсдньяс условиях на различных фазах '

одиночный лравод ЛС0-5С0 расцепленная фаза 2хАС0-500 раскатанная фаза' ЗхАС0-500

• - сухой снег, д - мокрый снег, п - намерзший снег на провода, «= - изморозь.

Рис.1.

получению: результатов с оаигм&я доигсм, ло^учецшст г СИЛ (Скалистые горы, ра^он ледзшли, о = 0,74) на ¿згсо&гсркиЗ станции, расдодокеицой но ог::егко 31СС к.у.ц. цокезало г.:: удовлетворительное соикодеиле.

Анализ эксперя:аштадш«с да: ни: ло догорям .¡здчосгп с? короны, подученл.'.::: на хисокогосиол СБл Тзз-Диу я с^агиенке с опытными д&ншшя, получении;.::: и ракшей: ус^эпшх, позволят сделать слсдуа^ие выводы:

- различные цвтеоролеглчоехке пз»сихя (^¿^он, иовдэзикгя вдогность воздуха, сухпе к цокрио осад:ск, :;г::эрозь :: др.) отзывают сильное юшякке но уроьоиь .юг-зрь цокни??;: от короля ца провода:: хч>риых Ы, как на 1<Л;

- влияние пониженно!: идошост:: на зелзчияу потерь мощности от короны (т.е. узелачеизо погонь) о^шп^еио при •всех погодных условиях; как лрк хороздЛ погоде, гак и при г. «га-личных осадках. Однако сло^уег огкбгкзь, чго при сс<;ккс з иорози влияние ноазиеккой пдо?нис?н яз потеря насколько ослабевает по ергшюшп) с хорезз" асгодо-!'.;

- вкиявие шшиеш;оЯ аздг&осга зоэд^а ¡¿сляо пр^ардг^лддо

сформулировать ь виде "врззкла т.з.

-/(£•), (<)

где - лереионкый аош»за?аг> столсдп, зазйс&цвй оа шхе:*-аальной напряженности коля ка доЕзрхносги проводов к иогодиих услов::И.

Четвертая глага Двссер^ацаи пооинпокс осоиделнь::.! гзраксе-ристщша потерь койдосги с? корояи. ¿ипо.-гаед 6есл:-:з суцютвзл-щих методов оОобзенка и пересчета гьсаеряценгзльких денпда ло потерян коащоегк 02 хороак, разрабегчинкг как з СНГ (1ЮПТ, РКИП, ВНЙ1-.Э, Арбенин и др.), так и в стрелах дальнего зарубежья (США, Сракцкя п др.)- КгкЗог.ое тц«еязао Оша проанализированы работы й.й.Тиходевва, 2.1{.лс-£«гова, Г.й./лзксаадоза, Н.Л.Емельянова и пелользуадые е РУ-73.

По результата.: анализа сделан зит.оц, что кскгяьзсзандо существующих сосбцгнних хсракгарасгак зрпзодлг к суг?сягекна£ по-

грешюстяы при расчете потерь ыоцности ог короны на проводах высокогорных ВЛ СВН. В связи с этим поставлена задача уточнения системы координат, обобщающей опытные данные но потерям на корону с учетом относительной плотности воздуха, которые позволили бы более точно прогнозировать уровни потерь на корону для горных ВЛ.

¡¡оставленная задача решена на основе применения критериальных координат, разработанных ранее Н.Н.Тиходеевьш. .В результате уточнения обобщенных координат и методики пересчетов потерь мощности на корону с учетом потаенной плотности воздуха, для обобщения всех экспериментальных данных, полученных как в равнинных, так и в горных условиях, рекомендуется новая систена координат:

где р - мощность потерь на корону (кВт/км), П - число про- ■'. водов в расщепленной ('¡азе, £ '- радиус составляющего провода ' расщепленной фазы (си), £с(5)- начальная напрянешюсть общей.' короны на поверхности проводов при <5 < I (кВ/см), £„())" на~ чальная напряженность общей короны при 8 = I (кВ/см), £э - эквивалентная напряженность на поверхности проводов, . - показатель степени, зависящий от> условий погоды (см. табл.З).

Система координат (2) позволяет экспериментальные данные . по потеряй на корону, полученные в условиях высокогорья, пересчитать на равнинные условия. Правило обратного пересчета имеет вид: • .

»

Для практического расчета- удельной мощности потерь от коро- _ вы в любую погоду как для равнинной, так и для горной ВЛ, проходящей на любой отметке н.у.а. с учетом снияения относительной плотности воздуха предлагается следующая'эмпирическая формула:

со

где коэффициенты А , В , С и показатель степени о( анииинт и® погодных условий (назовеи их коэффициентами погоди), их значения вычислены но правилен подбора вшгарических формул и приведены в табл.3.

Таблица 3

Значения коэффициентов погоди

Обозначение коэффициента

Группа погоды

хорошая погода

сухой снег

дождь

изморозь

А в с

оС

0

-8,89

1

0,053 8,98 -7,59 0,9

-11,02 24,73 -11,88 0,8

-8,92 ¿0,33 -8,60 I

Проверочные расчеты удельных потерь мощности от короны, выполненные по формуле (4), найденных по обобщенный характеристикам (3) и полученные экспериментально, практически полностью совпали как для горных, так и для равнинных Ш.

В результате сделан вывод, что разработанная система координат позволяет обобщить весь экспериментальный материал по потерян мощности от короны, накопленный как в равнинных, так и в горных условиях с учетом относительной плотности воздуха, а предложенная формула <4) открывает широкие возможности для расчета потерь от короны на проводах ВЛ, проходящих на любых отметках над уровнем моря для различных метеорологических условий.

В пятой главе предложена уточненная методика расчета среднегодовой мощности потерь на корону для горцых ВЛ переменного тока;.

Учитывая, что горная воздушная линия электропередачи проходит по очень сложной пересеченной местности с большими и притом

розшьш высотами над уровне;.: моря (от 500 до 3500 мвтров и.у.ы.), трасса ВЛ делится на ряд участков { , , ..., Zj , ...,

), отличающихся друг от друга по высоте местности до 500 метров над уровней моря (.такое различие 13 еще не приводят к существенным отклонениям в 8 ). Длина участков ыокет быть различной в зависимости от рельефа местности.

Для каждого учаочка определяется своя климатическая зона в зависимости от рельефа местности (гребневая зона, склоны, ущелья, предгорные долины и равнины) и вычисляется удельная среднегодовая мощность потерь на корону, которая определяется суммированием потерь по. фазам для кандой основной группы погоды (хорошая погода, сухой снег, дедь, изморозь). Потери по фазам для основных групп погоды вычисляются по формуле (4) или находятся по обобщенным характеристикам, построенным по экспериментальным данным в координатах (2) или (3), с учетом продолжительности группы погоди. Относительная продолжительность основных групп погоды определяется по подробным таблицам, приведенным в диссертации, с учвюи физико-географического района, высоты трассы н.у.ы. и характера рельефа местности.

Удельная среднегодовая мощность потерь на корону PL всей . линии определяется суммированием удельной среднегодовой мощности потерь отдельных участков трассы (£ , ..., , .... ) ЬЛ.

заключение;.

В результате выполненного исследования разрешены следующие вопросы:

1. На отметке 3050 ин.у.м. сооружена крупная высокогорная экспериментальная база, позволяющая репагь широкий круг вопросов, связанных с коронным'разрядом на ВЛ СВН с различными конструкцией фаз при пониженной плотности воздуха. ,

2. Экспериментально доказано, что провода горных ВЛ подвержены процессу старения так не, как и провода равнинных ВЛ. Небольико поврездекия поверхности проводов (такие, как заусеницы, .царапины, а такке следы сыазки, различные налипаие частич-

ки и другие шероховатости поверхности проводов, образованные в результате иол гага) начинаыт рьз}>уи&ты;» от воздействия корол-ного разряда, в результате чего поверхность проводов с течением времени сглаживается. Этот процесс при номинальном рабочем напряжении на линчи длится около одного месяца.

При вычислении начально!! напряженности появления общей короны . Е0 на проводах высокогорных ВЛ нет необходимости занижать значение коа>; ущиента негладкости щ проводов, как это рекомендуется в РУ-75. Значение in необходимо прииннать таким же, как и для проводов равнинных ¿Л, например, для проводов марок АС, ACO, АСУ г/\ в 0,82 независимо от способа шшхаза и высоты прохождения трассы М и.у.ц.

3. Впервые на отметке 3050 и н.у.м. получены обипрные достоверные экспериментальные данные по потерям мощности от короли на опытной М 500 кБ Таз-Ашу на различных конструкциях (¿азы (одиночный провод АС0-500, расщепленная на два составляющих провода £аэа ¿AC0-500 и расщепленная на гри составляющих провода £аза ЗЛС0-500), охватывающие все виды погодных условий. Эти экспериментальные данные удовлетворительно совпадают с экспериментальными данными, полученными в СИ А (Скалистые гори, район Ледвилля) и существенно отличаются от данных, полученных в Армении (район озера Севан).

Сравнение результатов экспериментальных исследований, полученных на Тыз-Ашу, с экспериментальными данными, полученными в равнинных условиях, показало, что потиеиие относительной плотности воздуха S оказывает влияние на потери мощности от короны при любых погодных условиях в сторону увеличения потерь, однако при погоде с осадками влияние $ ослабевает.

Полученные при различных метеорологических условиях потери мощности от короны разделены на четыре основные группы, отличающиеся погодными условиями: первая группа - хорошая погода, вторая группа - сухой снег, третья группа - докдь, четвертая группа - изморозь. К сухому снегу отнесены такие снежная крупа, снеяные зерна, ледяные иглы метели, поднимающие снег до проводов. К.доадям отнесены и мокрый снег, так как их влияние на потери от короны близко. В группу изморози входят также гололед,

эаиорзйшП снег и мокрый замерзший сиег на проводах. Все остальные виды погоди отнесены к группе хорошей погоды. Как показали исследования, различные осадки и атмосферные отлоаения на проводах горных ВЛ оказывают сильное влияние на величину потерь мощности от короны также, как и на равнинных ВЛ: так, при сухом снеге потери от короны увеличиваются в среднем, примерно в 3 раза, по сравнению с потерями при хорошей погоде, при докде и мокром снеге - в среднем, в 12 раз, при изморози - примерно, в 30 раз. ; ' '

На основании экспериментальных данных предложены новые, критериальные координаты (2), позволяющие обобщить многочисленные опытные данные по потерям мощности от короны, полученные как в равнинных, так и в горных условиях с различной высотой н.у.ы.

5. Разработана методика пересчета потерь мощности от короны с одних условий на другие во все виды погоды с учетом плотности воздуха, т.е. предложено правило пересчета потерь мощ- / ности от короны с условий высокогорной ВЛ на условия равнинной ВЛ (2) и правило обратного пересчета, согласно которому по потерям мощности от короны на равнинной ВЛ моано найти потери мощности от короны для идентичной высокогорной линии (формула (3)).

6. Предложена единая формула (4) для практического расчета мощности потерь от коронного разряда как на горных, так и на равнинных ВЛ с учетом плотности воздуха при различных видах по- . годы.

7. Переработана и существенно уточнена существующая методика расчета среднегодовых потерь мощности от короны для горных • ВЛ СВН переменного тока с учетом результатов настоящего диссертационного исследования.-; ' , : ...

Результаты диссертационного исследования излоаены в следующих работах:

I. Дикамбаев Ш.Б, Измерения потерь мощности на корону на -.; опытных пролетах ЕНИС Тш-Ашу // I Республиканская научно-техническая конференция молодых ученых Киргизии, секция "¿-из.-тех. иройл. энергетики: Тез. докл. - Фрунзе. -1981. -С.65. '

2. Дикамбаев Ш.Б. Исследования короны на проводах высокогорных линий электропередачи // "Вестник ЛИ Каз. CCF": - Аииа-Лта. -1982. - Деп. в ВШШТИ 1С .¡евр. 1982 г., Ks 602-82 Доп.

3. дикамбаев Ш.Б., Ордоков И.О., Шеленберг В.Р. Исоледова-ние потерь мощности на ВЛ переменного тока в условиях высокогорья // Вопросы техники высоких напряжений горных линий электропередачи: Сб. научн. тр. ЭШШ. -IJ. -1984. -C.5-II.

4. Некоторые результаты исследований потерь мощности на ко рону переменного тока на высокогорной научно-исследовательской станции у перевала Тюз-Ашу / Дикамбаев И.Б., Ордоков И.О., Емельянов Н.П., Шеленберг В.Р. // Повышение надежности и экономичности горных линий электропередачи: Тез. докл. научн.-тех. совещания. - Душанбе. -1985, -С.25-26.

5. Дикамбаев Ш.Б., Ордоков И.О., Шеленберг в.Р. Экспериментальное исследование влияния электрического ноля на .состояние поверхности проводов горных ВЛ // По имение надежности и экономичности горных линий электропередачи: Тез. докл. научн.-тех. совещания. - Душанбе. -1985. -С.33-34.

6. Дикамбаев Ш.Б. О старении проводов высокогорных БД // Ьисокогорниа линии электропередачи: Тез. докл. Всесоюзн. научн. -тех. совещания. -И.: -1986. -С.56-57.

7. Экспериментальные исследования потерь мощности на корону на ВНИС Тюз-Ашу и их оценка на одиночных и расщепленных проводах горных ВЛ 220-500 кБ / Дикамбаев Ш.Б., Ордоков И.О., Емельянов H.H., Костюшко В.А. // Высокогорные линии электропередачи: Тез. докл. Всесоюзн. научн.-тех. совещания. -1986. -С.70-71.

8. Дикамбаев Ш.Б., Ордоков И.О., Шеленберг В.Р. Результаты экспериментальных исследований потерь мощности на корону на высокогорном опытном пролете // Сооружение линий электропередачи и подстанций: Экспресс-инфэрм. "Энергетика и электрификация", вып.2. -У.: -1987. -С.13-15.

9. Коронный разряд на высокогорных воздушных линиях переменного тока / Дикамбаев Ш.Б., Костюшко В.А., Ордоков И.О., Шеленберг В.Р. // Обзорная информация, сер. Электрические сети и системы,'выл-7. -М.: -1939. - 48 с.

10. Дикаибяэв Ш.Б. Влияние электрического поля на состояние поверхности проводов горных воздушных линий // Повышение эффективности электрических сетей П0-П50 кВ: Сб. научи, тр. НИ1ШТ. -Л.: -Эиерговтомиэдат. -1990. -С.51-58.

11. Исследования потерь мощности на корону на высокогорных линиях электропередачи переменного тока / Дикамбаев Ш.Б., Ко-стюико В.Л., Ордоков И.О., Емельянов 11.11. // исследования и испытания в шюктроперпдачах 750-1150 кВ. Сб. научн. тр. ВШШЭ. -М.: Гнергоптониздпт. "1990. -0.131-141.

Подпио ано к печати 04.11.94. Заказ 565. Тираж 100 экз.

Отпечатано в ИПЦ ШМГТУ. Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29.