Оптимизация параметров воздушных линий постоянного тока сверх- и ультравысокого напряжения с учетом требований надежности и экологии

• Автор: Чудный, Владимир Сергеевич
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 176 с.

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ОСНОВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ПРОБЛЕМЕ

1Л. Использование воздушных линий постоянного тока СВН и УВН в

МИРОВОЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ.

1.2. Современные мировые тенденции и возможности развития ТЕХНИКИ ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ПОСТОЯННЫМ ТОКОМ НА ДАЛЬНИЕ РАССТОЯНИЯ.

1.3. Особенности электрического и механического расчетов ВЛ постоянного тока.

1.4. Экологические вопросы ВЛ постоянного тока СВН и УВН.

1.5. Варианты ВЛ постоянного тока СВН и УВН, их технические особенности по надежности и воздействию на окружающую среду

1.6. Экономические показатели ВЛ постоянного тока СВН и УВН

2. АНАЛИЗ И ВЫБОР НАИБОЛЕЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ СХЕМ ОПОР. ЗАТРАТЫ СТАЛИ НА ОПОРЫ.

2.1. Типичные конструкции промежуточных опор для биполярных ВЛ .

2.2. Типичные конструкции опор, предназначенных для поворота ВЛ ПРОМЕЖУТОЧНОУГЛОВЫЕ И АНКЕРНОУГЛОВЫЕ
2.3. Анализ конструктивных схем промежуточных и анкерноугловых ОПОР ДЛЯ БИПОЛЯРНЫХ В Л
2.4. Затраты стали на промежуточные, промежуточноугловые и АНКЕРНОУГЛОВЫЕ ОПОРЫ ДЛЯ БИПОЛЯРНЫХ ВЛ. ВКЛАД В ОБЩИЕ
затраты стали промежуточноугловых и анкерноугловых опор .
2.5. Сравнение затрат стали на опоры для В Л постоянного и переменного ГОКА одинаковой пропускной способности.
3. ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ В Л ПОСТОЯННОГО ТОКА СВН И УВН
3.1. Общие положения, схемы надежности.
З.2., Расчет надежности ВЛ постоянного тока на примере российского участка МППТ ВостокЗапад 0 кВ
3.2.1. Число ожидаемых повреждений и коэффициенты готовности элементов схемы замещения по надежности электропередачи 0 кВ длиной км со свободностоящими опорами.
3.2.2. Определение функций распределения пропускной способности и коэффициентов работоспособности рассматриваемых вариантов ВЛ 0 кВ со свободностоящими опорами.
3.2.3. Оценка недоотпуска энергии и условного ущерба от ненадежности рассматриваемых вариантов В Л 0 кВ со свободностоящими опорами.
ч
3.2.4. Учет форсировочной способности полюсов ВЛ 0 кВ со свободностоящтш опорами.
3.2.5. Оценка надежности вариантов В Л 0 кВ с опорами на оггяжках
3.2.6. Учет форсировочной способности полюсов ВЛ 0 кВ с опорами на оттяжках.
3.2.7. Сравнение надежности вариантов В Л 0 кВ со свободностоящими опорами и опорами на оттяжках.
4. МЕТОДИКА ОПТИМИЗАЦИИ И ОЦЕНКИ СТОИМОСТИ БИПОЛЯРННЫХ И КВАДРУПО ЛЯРНЫХ ВОЗДУШНЫХ линий ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ СВН И УВН.
4.1. Общие положения, состояние вопроса.
4.2. Учет экологических факторов вблизи ВЛ постоянного тока СВН и УВН.
4.3. Выбор полюсов В Л постоянного тока и их конструкции
4.4. Выбор габаритов опор ВЛ постоянного тока с учетом электрического ПОЛЯ И УНИПОЛЯРНЫХ токов ионов от
КОРОНИРУЮ1ДИХ полюсов ВЛ.
4.5. Оптимизация опор и оценка стоимости воздушной линии в зависимости от Н АПРЯЖЕНИЯ и сечения полюсаI
4.6. Оптимизация сечения ВЛ ППТ.
4.7. Оптимизация сечения для линий с пропускной способностью
5 ГВт и ГВт.
5. ВОПРОСЫ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ВОЗВРАТА ТОКА НЕСИММЕТРИИ ПОЛЮСОВ ВЛ ПОСТОЯННОГО ТОКА СВН И УВН.
5.1. Цели и задачи металлического возврата тока несимметрии полюсов ВЛ ППТ
5.2. Расчетное исследование напряженности электрического поля у ЗЕМЛИ ДЛЯ КВАДРУПОЛЯРНОЙ ВЛ 0 кВ с различными вариантами выполнения металлического возврата тока несимметрии полюсов.
5.3. Оценка магнитного поля ВЛ постоянного тока.
5.4. Расчетное исследование индукции магнитного поля у земли для биполярных ВЛ кВ С ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМИ ПРОВОДАМИ ДЛЯ
металлического возврата тока несимметрии полюсов
5.5. Другие особенности применения дополнительных проводов на ВЛ ППТСВНиУВН.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВ АШТЫХ ИСТОЧНИКОВ.
ВВЕДЕНИЕ


Для прогнозирования возможностей развития техники передачи электрической энергии постоянным током на дальние расстояния СВН и УВН необходима тщательная оценка современного мирового уровня развития ППТ и существующих тенденций развития ППТ СВН и УВН на начато XXI века. Для оценки возможностей развития на ближайшие лет техники передачи электрической энергии постоянным током на дальние расстояния необходим учет мирового опыта доклады I, публикации мирового лидера в этой области АВВ, фирмы Сименс и др. НИИПТ и других организаций России последних лет, посвященных анализу тенденций развития этой техники. В мировой электроэнергетике в настоящее время количество электропередач и вставок постоянного тока приближается к 0. В их числе важное место занимают вставки постоянного тока, используемые для несинхронной связи синхронно работающих энергосистем переменного тока. Передача электроэнергии постоянным током на дальние расстояния в основном находит применение в относительно малонаселенных регионах, когда промышленные центры находятся на большом или труднопреодолимом водные преграды, горы удалении от источников электроэнергии ГЭС, ТЭС на угольных разрезах. К таким ППТ, по данным i. ГВт, 0 кВ Итайпу в Бразилии 0 км, 2x3, ГВт, 0 кВ Интермоунтин в США 0 км, 2,0 ГВт, 0 кВ Пасифик Интертай в США км, 3,1 ГВт, 0 кВ РичардДели Индия 4 км, 1,8 ГВт, 0 кВ ГешубаШанхай в Китае км, 1, ГВт, 0 кВ Квебек Канада Новая Англия США км, 2,7 ГВт, 0 кВ, КабораБасса Мозамбик ЮАР км, 1, ГВт, 3 кВ. К таким ППТ следует отнести также спроектированную и частично построенную в б. СССР ППТ ЭкибастузЦентр км, 6,0 ГВт, 0 кВ. В ряде районов с высокой плотностью потребителей нашли применение многоподстанционные электропередачи постоянного тока МППТ, которые берут на себя функции не только транспорта электроэнергии, но и ее распределения и межсистемного обмена в соответствии с графиками генерации и нагрузки в узлах присоединения МППТ. Такими МППТ из приведенного в 1 перечня являются передача с воздушной линией Квебек Новая Англия с промежуточной подстанцией Николе в Канаде. В НИИПТ еще в г. МППТ ВостокЗапад применительно к трассе Курск Лауфенбург СССР Чехословакия Швейцария и позднее МППТ как вариант развития ППТ Экибастуз Центр ,. Характерной особенностью современных ППТ и МППТ, сооружаемых для передачи электроэнергии на дальние расстояния, является возможность независимого регулирования частоты переменного тока в объединяемых энергосистемах. Это свойство ППТ было использовано еще в е годы в проекте ППТ 0 кВ, 0 МВт длиной 0 км Волгоград Донбасс, объединявшей ОЭС Центра и Юга б. СССР. Эта идея была реализована в МППТ 0 МВт Сардиния Корсика Италия, в Бразилии на двухцепной ППТ 0 кВ, 6,3 ГВт длиной 0 км от ГЭС Итайпу с генераторами Гц до СанПаулу в энергосистеме Гц, а также в МППТ 0 кВ длиной км Квебек Новая Англия. Идея маневренного объединения крупных несинхронизированных объединенных энергосистем с помощью МППТ заложена в ТЭО МППТ 0 кВ ВостокЗапад РоссияГермания . Следует также отметить, что достоинством линий ППТ является более точный учет перетоков электрической энергии при организации межгосударственных связей, который в этом случае крайне необходим. Таким образом, можно считать, что на современном этапе развития ППТ и МППТ применяются не только как альтернатива ВЛ переменного тока соответствующего номинального напряжения, но и как средство маневренного объединения ОЭС переменного тока без их синхронизации. В перспективе следует рассматривать применение передачи электроэнергии на дальние расстояния постоянным током СВН и УВН в тех случаях, когда применение переменного тока технически или экономически нецелесообразно изза сложности обеспечения устойчивости, живучести и маневренности объединенной системы. При большой протяженности ВЛ, чаще всего, предпочтителен выбор ВЛ постоянного тока, имеющей более низкую стоимость по сравнению с ВЛ переменного тока одинаковой мощности и обеспечивающей большую маневренность. Можно сформулировать три основные проблемы, которые необходимо разрешить в прогнозе на начало XXI века.