УДК 621.315.145

ПОВЫШЕНИЕ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ ВОЗДУШЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ

Дорофеев Андрей Олегович1, Вагапов Тимур Рашидович1
1Уфимский государственный авиационный технический университет, магистрант

Аннотация
В данной статье рассматривается вопрос повышения пропускной способности воздушных линий электропередач, перспективность использования проводов нового поколения.

Ключевые слова: , , , ,


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Дорофеев А.О., Вагапов Т.Р. Повышение пропускной способности воздушых линий электропередач // Современные научные исследования и инновации. 2018. № 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2018/01/85351 (дата обращения: 23.09.2018).

Развитие электрических сетей является одним из важнейших показателей уровня электроэнергетики. Наиболее ответственным звеном электрической сети являются воздушные линии (ВЛ) электропередачи. Ухудшение технического состояния ВЛ в последние десятилетия является одной из основных причин роста их повреждаемости. Положение усугубляется воздействием гололёдно – ветровых нагрузок на все элементы воздушных линий электропередачи.

На момент 2015г. износ воздушных линий электропередачи напряжением 110–500 кВ составляет примерно 60%, а уровень отказов за последние сорок лет возрос примерно в два раза и обусловлен старением материалов и климатическими воздействиями (38%). Многие воздушные линии электропередачи (ВЛ) напряжением 35−750 кВ были построены в РФ в 1960−1970-х гг., т.е. сроки их эксплуатации уже превышают нормативные и составляют 40−50 лет и более.

Более 20% (по протяженности) воздушных линий электропередачи (ВЛ) напряжением 220-500 кВ эксплуатируется свыше 40 лет, 67% – старше 25 лет. Около 50% подстанционного оборудования эксплуатируется сверх норматива (более 25 лет), из них 17% достигли аварийного срока эксплуатации (более 35 лет).

Анализ динамики роста производства электроэнергии в России в целом за период с 2009 по 2015 год позволяет сделать вывод о наличии положительной динамики в отрасли – объём производства, а также потребления электроэнергии постоянно увеличивается.

Динамика электропотребления по России в целом из СИПР ЕЭС РФ 2014-2020

Рисунок 1. – Динамика электропотребления по России в целом из СИПР ЕЭС РФ 2014-2020

Необходимость повышения пропускной способности воздушных линий обусловлено быстрым ростом потребления электроэнергии во всех странах мира. Растет число городов-мегаполисов, что требует обеспечения глубокого ввода мощности в центры городов и крупных промышленных предприятий. Слишком дорогой становится земля под полосы отчуждения ВЛ, повышаются требования к экономичности и экологии, снижению сроков строительства ВЛ, безопасности и защите от электромагнитных полей и помех от них, что требует новых подходов к сооружению воздушных каналов передачи электроэнергии. Применение новых технологий в электроэнергетике и электротехнической промышленности позволяет решить эти задачи.

Для обеспечения надёжного электроснабжения растущего числа электропотребителей необходимо развитие системы передачи энергии, что вплотную связано с повышением технико-экономических показателей ЛЭП. Для достижение этого можно двигаться в следующих направлениях:

−строительство новых ВЛ с применением новых конструкций опор, позволяющих повысить пропускную способность ЛЭП;

− повышение номинального напряжения ВЛ;

− снижение провеса проводов ВЛ;

−замена традиционных марок проводов на провода с улучшенными эксплуатационными характеристиками (термостойкие провода, провода с уменьшенным провесом).

Наиболее эффективным методом повышения пропускной способности ВЛ – применение проводов нового поколения, с использованием новых конструкций и новых материалов. Провода ACCC™ с композитным сердечником – это самая современная инновационная технология, быстро завоевавшая признание в мировой электроэнергетике.

Их проводимость на 25-30% выше, чем у традиционных проводов того же удельного веса, что позволяет сократить потери линии и связанные с ней выбросы в атмосферу на 20-30%, а также повысить передаваемую мощность при меньших затратах на производство энергии. В проводах АССС™ используется запатентованный композитный сердечник с низким коэффициентом теплового расширения, который обеспечивает более высокую прочность провода по сравнению с другими проводами и меньшие стрелы провеса при использовании режима передачи повышенной мощности [5].

Более легкий сердечник позволяет увеличить диаметр провода при сохранении его удельного веса, а это позволяет сократить потери линии при увеличении пропускной способности. Такой сердечник повышает прочность провода, т.к. легче и прочнее стали. Композитный сердечник повышает проводимость провода, т.к. позволяет использовать на 28% больше алюминия, чем в проводах ACSR (AC) при равной массе.

Трапециевидные проволки увеличивают плотность алюминиевого проводника и эффективное сечение, что, в свою очередь, увеличивает проводимость провода (рисунок 2.) (коэффициент заполнения алюминия ACCC-, для AC –61 -67 %).

Рисунок 2. – Разработка провода АССС

Провод АССС из отожжённого алюминия по сравнению с проводом АС при том же диаметре позволяет удвоить номинальный ток, а значит, увеличить пропускную способность линии в 2 раза.

Таким образом, реконструкция ВЛ с заменой провода АС на инновационный провод АССС даёт следующие положительные эффекты.

-Экономический эффект за счет повышения пропускной способности ВЛ и за счет передачи дополнительной электроэнергии по сравнению с традиционными решениями.

-Снижение стоимости проекта при реконструкции ВЛ при сохранении слабых опор за счет уменьшения тяжений.

-Экономия на станциях плавки гололеда.

- Снижение электрических и тепловых потерь.

-Повышение устойчивости энергосистемы за счет использования высокотемпературного режима при выходе из строя параллельной ВЛ.

Эффективность и экономичность данного решения подтверждена многократным использованием при модернизации старых и строительстве новых ВЛ в Германии, Франции, Великобритании, Испании, Португалии, Польше, Бельгии, США, Китае, Мексике, Чили и Южной Африке.

Внедрение нового провода АССС в энергетике РФ будет продолжаться и внесёт в данную сферу экономики много пользы. Данное мнение подкрепляется тремя факторами:

- подтверждённая на практике перспективность использования;

- соответствие требованиям импортозамещения;

-успешное преодоление нормативных и технических барьеров для внедрения.

Поделиться в соц. сетях

0

Библиографический список
  1. Шевченко, Н.Ю. Концепции развития воздушных линий электропередач 110-220 кВ в гололёдных районах [Текст] / Н.Ю Шевченко, Ю.В. Лебедева, О.И. Доронина // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований: сб. статей. – Камышин, 2015 – с. 487-491
  2. Гаврилов, М.П. Повышение эффективности эксплуатации воздушных линий [Текст] / М.П. Гаврилов, Р.В. Беляевский – Кемерово, 2016
  3. Министерство энергетики Российской Федерации (Минэнерго) [Электронный ресурс] / официальный сайт. – Электрон. текстовые дан. – Москва: 2016. – Режим доступа: http://minenergo.gov.ru
  4. Топуридзе, Н.Р. Существующие линии передачи не могут обеспечить увеличения пропускной способности. Комментарии к статье.// «Transmission & Distribution World. Russian Edition», приложение к отраслевому журналу «Электроэнергия. Передача и распределение» -2012 г– №4(13)– с. 20-21.
  5. Федоров, Н.А. Энергоэффективность и энергосбережение в электросетевом хозяйстве страны за счет применения инновационных проводов нового поколения [Текст] / Н.А. Федоров // «Воздушные линии», научно-технический журнал – 2012г. – № 1 (6)– с.31-34.


Количество просмотров публикации: Please wait

Все статьи автора «Андрей Дорофеев»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться:
  • Регистрация