Проектирование электрической части воздушных линий электропередачи 330-500 кВ

468 Pages·16.963 MB·Russian

by  Мельников Н.

C.CJPOKÖXÄH
І Л Л І І Ш Ш Ш
ПГОЕКТИРОВАНЙВ
ЭЛЕКТШЧЕСКОЯЧАОШ
ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ
ВЛ^КТРОНВРҢЦДЧИ
t 330*500jé
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИИ
ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ 330-500 кВ
Н. А. МЕЛЬНИКОВ,
I.
С. РОКОТЯН,
А. рлШЕРЕҢЦИС
* • *
**.Ае *_.* ѵп-
ПРОЕКТИРОВАНИЕ
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЧАСТИ
ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ
ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
330—500 кВ
Под общей редакцией С. С. Рокотяна
Издание второе,
переработанное и дополненное
«Э Н Е Р Г И Я» МОСКВА 1974
6П2.13
М 48
УДК 621.315.1.001.2
Гао.публичная
иаѵчно -тзхки ів каш
библио t она ССі -I*
ЭКЗЕМПЛЯР
ЧИТАЛЬИОІ 08АЯЖ
Мельников Н. А. и др.
М 48 Проектирование электрической части воздуш­
ных линий электропередачи 330—500 кВ. Под общ.
ред. С. С. Рокотяна. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.,
«Энергия», 1974.
472 с. с ил.
Перед загл. авт.: Мельников Н. А., Рокотян С. С., Шерен-
цис А. Н.
В книге приведены характеристики, технико-экономические и экс­
плуатационные показатели дальних электропередач, построенных
в СССР и за границей. Рассмотрены схемы электропередач, условия
работы линий электропередачи в сложной сети и роль межсистемных
связей в объединенных энергосистемах.
Книга предназначена для инженеров и техников, работающих в об­
ласти проектирования, монтажа и эксплуатации линий электропередачи,
может быть полезна студентам вузов электротехнических специаль­
ностей.
6П2.13
© Издательство «Энергия», 1973 г.
ПРЕДИСЛОВИЕ
3 течение 10 лет, прошедших
с момента первого издания настоящей книги, советская энерге­
тика продолжала интенсивно развиваться и в настоящее время
находится на более высоком уровне технического развития.
В 1972 г. производство электроэнергии в СССР составило
858 млрд. кВт-ч, а установленная мощность электростанций
достигла 186 тыс. МВт, что соответственно в 2,33 и 2,25 раз вы­
ше показателей 1962 г. Директивы XXIV съезда КПСС по пяти­
летнему плану развития народного хозяйства СССР на 1971-—
1975 гг. предусматривают дальнейшее развитие электроэнерге­
тики, намечают коренные изменения, направленные на
дальнейшее ускорение технического прогресса. Установленная
мощность электростанций страны достигнет 228 тыс. МВт, при­
чем в объединенных энергосистемах будет действовать 210 тыс.
МВт, ввод мощности на электростанциях за пятилетие равен
67 тыс. МВт, производство электроэнергии в 1975 г. должно до­
стигнуть 1 030—1 070 млрд. кВт-ч. В девятом пятилетии степень
концентрации мощностей на электростанциях за счет их укруп­
нения- будет увеличиваться. К концу 1975 г. установленная мощ­
ность электростанций различных типов единичной мощностью
1 000 МВт и более составит 115 тыс. МВт или более 50% всей
установленной мощности электростанций страны. Предусмотрен
ввод более 100 энергоблоков мощностью 160—300 МВт, из них
50 блоков 300 МВт, будут введены в строй энергоблок 500. МВт
и несколько энергоблоков 800 МВт. Идет работа над созданием
агрегата 1200 МВт. Сооружаются и проектируются тепловые
электростанции единичной мощностью 2 400—4 000 МВт. В де­
вятом пятилетии предусмотрен ввод в строй нескольких атом­
ных электростанций суммарной мощностью 7,2 тыс. МВт.
5
Десятилетие 1960—1970 гг. характеризовалось высокими тем­
пами развития электросетей напряжением 35 кВ и выше, что
обусловлено необходимостью широкого охвата электрическими
сетями обжитой территории страны, централизацией электро­
снабжения, переходом к строительству крупных электростан­
ций и формированием мощных энергетических объединений. За
десятилетие протяженность электросетей увеличилась с 167 до
445 тыс. км, т. е. в 2,65 раза. Протяженность линий сверхвысо­
кого напряжения 330 и 500 кВ за этот период увеличилась
в 5 раз.
В течение 1971 —1975 гг. сохранится высокий темп в строи­
тельстве электросетей напряжением 35 кВ и выше, общая про­
тяженность которых к концу периода превысит 600 тыс. км.
Директивами XXIV съезда КПСС предусматривается про­
должение работ по созданию единой энергетической системы
страны, дальних линий электропередачи 750 и 1 200 кВ и посто­
янного тока напряжением 1 500 кВ.
Исследования последних лет подтвердили практическую воз­
можность создания в период до 1980 г. первых электропередач
класса 1 200 кВ. В 1975—1976 гг. намечается сооружение в
СССР опытно-промышленной электропередачи 1 200 кВ. На
этой линии будут проверяться в реальных условиях эксплуата­
ции электротехническое оборудование и линейные конструкции,
предназначенные для будущих электропередач ультравысокого
напряжения, которые получат широкое распространение после
1980 г. Натуральная мощность линий 1 200 кВ более чем в 2,5 ра­
за будет выше, чем у линий 750 кВ, и составит 5 500—6 000 МВт.
В СССР успехи в области техники передачи электрической
энергии на большие расстояния при сверхвысоких напряжениях
достигнуты в результате коллективной работы ведущих специа­
листов научно-исследовательских, проектных и учебных инсти­
тутов. В этих организациях после многолетних исследований
успешно решены возникавшие в процессе освоения новых клас­
сов сверхвысоких напряжений теоретические вопросы, выполнен
большой объем экспериментальных исследований и разработа­
ны наиболее экономичные проектные решения, обеспечивающие
надежные условия эксплуатации. Ниже перечисляются резуль­
таты некоторых исследований, относящихся к комплексу вопро­
сов техники высоких напряжений.
Исследования внутренних перенапряжений в лабораторных
условиях, на действующих линиях и их теоретическое обобще­
ние в широких масштабах выполнялись в ВЭИ, НИИПТ, ЛПИ,
ВНИИЭ, Энергосетьпроекте, МЭИ, УПИ и других организациях.
Полученные результаты и анализ опыта эксплуатации дейст­
вующих линий позволили составить проект «Руководящих ука­
заний по защите от внутренних перенапряжений электротехни­
ческих установок 330—500 кВ», который был опубликован в
1964 г. в журнале «Электрическое станции». В «Руководящих
6
указаниях» изложена методика расчета внутренних перенапря­
жений и даны рекомендации по их принудительному ограни­
чению.
Работы, выполненные в НИИПТ, позволили решить весьма
сложную задачу расчетного прогнозирования с заданной веро­
ятностью всех основных видов внутренних перенапряжений, воз­
никающих в схеме произвольной структуры. Все перечисленные
выше исследования обеспечили надежную работу линий сверх­
высокого напряжения. До настоящего времени внутренние пе­
ренапряжения, как правило, не являлись причиной снижения
эксплуатационной надежности электропередач. В настоящее
время разработаны и широко применяются методы, позволяю­
щие с достаточной для практики степенью точности имитиро­
вать в условиях, близких к реальным, электрические воздейст­
вия на изоляцию воздушных линий и открытых РУ, возникаю­
щие при внутренних и грозовых перенапряжениях.
С помощью этих методов в ЛПИ и НИИПТ производятся
имеющие исключительно важное практическое значение изме­
рения электрической прочности больших воздушных промежут­
ков при коммутационных импульсах и грозовых перенапряже­
ниях. Работы, выполненные в течение последних лет в ЛПИ,
показали практическую возможность значительного повышения
верхнего предела наибольшего рабочего напряжения электро­
передачи переменного тока.
В НИИПТ, ЛПИ и ВЭИ были проведены многократные цик­
лы исследований разрядных характеристик длинных гирлянд
изоляторов при напряжении промышленной частоты, коммута­
ционных и грозовых импульсах. Изучалось также поведение
защитной арматуры на линиях сверхвысокого напряжения
с длинными гирляндами и расщепленными проводами. В послед­
нее время эти и другие организации серьезное внимание уделя­
ли вопросам, связанным с обеспечением надежной работы внеш­
ней изоляции в условиях интенсивных промышленных и солон­
чаковых загрязнений.
Проведенные лабораторные и теоретические исследования
и анализ опыта эксплуатации действующих линий позволили
работникам НИИПТ и других организаций составить «Руково­
дящие указания по выбору и эксплуатации изоляции в районах
с загрязненной атмосферой». Рекомендации, приведенные в «Ру­
ководящих указаниях», обеспечивают высокую эксплуатацион­
ную надежность линий электропередачи, эксплуатирующихся
в условиях интенсивных загрязнений.
Большое практическое значение имеют выполненные, во
ВНИИЭ, НИИПТ, ЭНИН, МЭИ и ЛПИ исследования, в резуль­
тате которых были разработаны методы расчета и получены
рекомендации, обеспечившие надежные условия грозозащиты
линий сверхвысокого напряжения. Исследования заземляющих
устройств линий и подстанций проведены в ХПИ.
7
На основе работ НИИПТ и ЛПИ, создана статистическая тео­
рия координации изоляции, обеспечивающая наиболее экономич­
ные и надежные решения при выборе линейной изоляции.
Исследования физических процессов, возникающих при яв­
лении короны, измерения потерь на корону, высокочастотных
и радиопомех от линий электропередачи сверхвысокого напря­
жения и теоретическое обобщение полученных результатов про­
изводятся в течение ряда лет во ВНИИЭ, НИИПТ, ЭНИН
и ЛПИ. Эти работы, широко используемые проектными органи­
зациями при выборе сечения проводов и конструкции расщеп­
ленной фазы, позволили создать методику расчета среднегодо­
вых потерь на корону и прогнозирования уровня высокочастот­
ных радиопомех от линий сверхвысокого напряжения. Создание
аппаратуры сверхвысокого напряжения в нашей стране прово­
дится под научным руководством ВЭИ имени В. И. Ленина, ко­
торый является ведущей организацией в области высоковольт­
ного аппаратостроения.
Переходя к вопросам создания мощных энергетических объ­
единений, их прогнозирования и оптимизации, обеспечения на­
дежной и устойчивой работы в сложной энергосистеме, необхо­
димо указать на ведущую роль таких научно-исследовательских
организаций как Энергосетьпроект, ЭНИН, МЭИ, НИИПТ,
ВНИИЭ, ЛПИ и других институтов, работы которых за истек­
шие 10 лет позволили значительно повысить теоретический и ин­
женерный уровень решений этих проблем и обеспечить надеж­
ную эксплуатацию.
Во втором издании книги авторы стремились отразить совре­
менный уровень научных и инженерных проблем в области даль­
ней передачи энергии и энергосистем, результаты теоретических
исследований, проектных работ, опыта эксплуатации.
Заданный объем книги и обилие материалов поставили ав­
торов в тяжелое положение, в результате некоторые главы пер­
вого издания были существенно сокращены, а две главы исклю­
чены. Во втором издании отсутствует глава «Конструкция ли­
ний электропередачи 330—400 кВ», поскольку издательство
«Энергия» за прошедший период выпустило большое количест­
во книг по воздушным линиям электропередачи, исключена так­
же глава «Пусковые режимы электропередачи», поскольку в том
же издательстве вышла книга доктора техн. наук С. А. Сова-
лова «Режимы электропередач 400—500 кВ».
Незадолго до выхода в свет второго издания скончался один
из авторов книги Николай Александрович Мельников. Мы на­
всегда расстались с нашим другом и товарищем, утрата кото­
рого является для нас невосполнимой потерей.
Все замечания и пожелания по книге просьба направлять по
адресу: Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10, изд-во «Энергия».
Авторы
8
ВВЕДЕНИЕ
Наиболее эффективный и эконо­
мичный путь сплошной электрификации страны состоит в цен­
трализации производства электроэнергии на базе крупных теп­
ловых и гидравлических станций, в развитии и объединении
энергетических систем, развитии строительства электрических
сетей и присоединении к энергосистемам новых районов, что
позволяет наилучшим образом использовать различные виды
энергетических ресурсов путем экономического сочетания рабо­
ты тепловых и гидравлических электростанций, снижения капи­
тальных затрат за счет укрупнения мощности агрегатов и от­
дельных электростанций и ввода их на полную мощность уско­
ренными темпами.
Объединение энергосистем позволяет уменьшить установлен­
ную мощность электростанций за счет совмещения резервов
и использования разницы в поясном времени отдельных райо­
нов страны.
Создаются основные объединенные энергетические системы:
Единая энергосистема европейской части СССР, Центрально-
Сибирская, Казахстанская, Средне-Азиатская, Дальне-Восточ­
ная. Забайкальская. Создание этих объединенных энергосистем
обеспечивает необходимые условия для организации единой
энергетической системы СССР.
Объединение энергетических систем, увеличение мощности
электрических станций и систем в целом сопровождается увели­
чением потоков мощности, передаваемых по линиям электропе­
редач. Без мощных линий электропередачи высокого напря­
жения невозможна выдача энергии от современных крупных
электростанций, невозможно создание объединенных энер­
госистем.
2—342 9
В ряде стран в 1950—1970 гг. осуществлен переход к строи­
тельству линий электропередачи 330—500 кВ, линий с большей
пропускной способностью.
Передачи напряжением 500 кВ имеют особенно важное зна­
чение для объединения энергетических систем важнейших эко­
номических районов Советского Союза, создания единых энер­
гетических систем европейской части Союза, Центральной Си­
бири, Казахстана, Средней Азии и Дальнего Востока. К 1975 г.
для объединенной энергосистемы Юга будет построена линия
750 кВ переменного тока.
Линии 500—750 кВ выполняют следующие функции в рам­
ках объединенной энергетической системы:
а) передача больших количеств энергии от крупных тепло­
вых и гидравлических электростанций в районы потребления;
б) передача мощностей, обусловленных поясным сдвигом во
времени и различиями суточных графиков нагрузки;
в) передача резервных мощностей, обусловленных ремонт­
ными или аварийными условиями.
Дальние передачи 500 кВ позволили сооружать сверхмощ­
ные гидроэлектростанции и полностью использовать их энер­
гию. Переход к строительству мощных тепловых электростан­
ций также тесно связан со строительством линий 500 кВ.
По семилетнему плану развития народного хозяйства СССР
за период 1959—1965 гг. сооружено свыше 8 тыс. км линий
500 кВ. За пятилетие 1966—1970 гг. построено около 6 тыс. км
линий 500 кВ, в последующее пятилетие намечается построить
8 тыс. км линий этого напряжения.
К началу 1971 г. в нашей стране сооружено около 14 тыс. км
линий 500 кВ и 90 км линий 750 кВ.
Линии 330 кВ используются в объединенных энергетических
системах Северо-Запада и Юга в качестве внутрисистемных
энергетических связей и для выдачи энергии мощных электро­
станций.
К 1971 г. в СССР введено в эксплуатацию 12 тыс. км линий
330 кВ. В последующее пятилетие намечается построить еще
около 8 тыс. км линий этого напряжения.
В настоящее время создана Единая энергетическая система
европейской части СССР, которая включает объединенные энер­
госистемы Центра, Северо-Запада, Урала, Поволжья и Кавка­
за. Эта объединенная энергосистема создана на основе строи­
тельства дальних электропередач: Волжская ГЭС имени
В. И. Ленина — Москва, Волжская ГЭС имени В. И. Ленина —
Урал, Волжская ГЭС имени XXII съезда КПСС — Москва и ря­
да других линий 500 и 330 кВ. Мощность ЕЕЭС на 1/1 1971 г.
достигла 100 000 МВт.
К 1971 г. Единая европейская энергосистема имеет в эксплу­
атации 9,2 тыс. км линий 500 кВ и 12,5 тыс. км линий 330 кВ.
10