Обледенения проводов. Возможные пути решения

  
Сур. д.в. Гр. эл-08

 

Тема: Обледенения проводов. Возможные пути решения

Пути решения обледенения проводов:

1) Замкнутым контуром

2) Замена проводов

3) Применение тиристорного управляемого выпрямителя

4) Охранная зона ВЛ

  
Рис. 1. Принципиальная схема контура для нагревания проводов контактной сети  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ограничения

В рассматриваемой системе используется эффект Джоуля — Ленца, основанный на тепловом действии электрического тока. Должна быть предусмотрена установка датчиков обнаружения инея, которые следует настроить так, чтобы они сигнализировали о его появлении еще до образования наледи, так как выделяемой тепловой энергии недостаточно для растапливания толстого слоя льда на контактном проводе.

 

 

 

 

 

 Одним из способов оптимизировать конструкцию

провода является замена круглых проволок

Z- образными,

 что  позволяет получить компактную  компоновку 

с более гладкой поверхностью.

 В  зависимости от цели использования  существует 

несколько вариантов замены:

 

1) Сохранение  веса и передаваемой мощности  при одновременном уменьшении  диаметра провода (примерно на 10%). Преимущества: меньшая нагрузка  на провода от наледи и ветра, меньшая нагрузка на опоры, снижение  тепловых потерь (13-14%), меньшее воздействие  на окружающую среду.

2) Сохранение диаметра провода и увеличение при этом эффективного сечения (примерно на 20%). Преимущества: увеличенная передаваемая мощность.

3) Некая средняя конструкция с достаточной прочностью и проводимостью для обеспечения эффективности электропередачи.

Более высокий коэффициент заполнения алюминия или сплава (до 98,5%) при использовании в конструкции провода Z-образных проволок позволяет, с одной стороны, уменьшить нагрузку от климатических воздействий, а с другой – сократить потери. Провода данного типа применяются в Европе уже несколько десятилетий, но в России только начинается их внедрение (например, использование провода AACSRZ при строительстве подстанции 110кВ «Вишневая», Сочи, 2010 год).

 

 

 

Провода GZTACSR и GTACSR

Несколько вариантов проводов производства Lamifil предлагается для использования при повышенных температурах. В их конструкции используются различные сплавы алюминия с цирконием (спецификации МЭК 62004) для повышения рабочей температуры провода до 230ºС или 310ºС при пиковой нагрузке. Это решение было разработано для сохранения провиса в пределах допустимых границ при повышенной рабочей температуре провода и позволяет значительно увеличить пропускную способность линии.

В конструкции проводов GZTACSR и GTACSR используется несколько слоев трапециевидных термостойких проволок с высоким заполнением, расположенных вокруг высокопрочного стального сердечника. Чтобы обеспечить свободу движения внешних проволок, вокруг сердечника оставлен зазор. Данный зазор, заполненный термостойкой смазкой, - неотъемлемая часть провода, которая обеспечивает ему особые характеристики. Провода с зазором являются отличным решением для улучшения технических характеристик ВЛ без значительных изменений в опорах и конструкции линии. Термостойкие усиленные провода с зазором за счет своей высокой прочности обеспечивают значительное сокращение теплового провиса при различных условиях нагрузки и благодаря своей термостойкости позволяют существенно увеличить пропускную способность на существующих линиях.

 

Провод АААС UHC

В конструкции провода AAAC UHC могут использоваться проволоки различных форм (круглые, трапециевидные, Z-образные) из специального сплава повышенной проводимости (спецификация МЭК 60121). Благодаря уникальным качествам этого материала провод AAAC UHC более эффективен в использовании по сравнению с другими проводами: 

• провод с повышенной проводимостью уменьшает потери линии до 9% по сравнению со стандартными алюминиевыми проводами аналогичного размера и веса (результаты натурных испытаний), что, в конечном счете, приводит к сокращению энергозатрат и выбросов в атмосферу;

• замена существующих стале-алюминиевых проводов на AAAC UHC позволяет увеличить пропускную способность до 35% и сократить расходы на реконструкцию магистральных и распределительных сетей.

 

                    

Обледенение проводов воздушных линий характерно для

 южного региона в  осенне-зимний период, что зачастую

 приводит к возникновению  нештатных ситуаций - провода под

 тяжестью льда нередко  рвутся.

Раньше в Краснодарском крае для плавки гололеда применялись нерегулируемые выпрямители. В новом устройстве применен тиристорный управляемый выпрямитель, который оперативно регулирует ток плавки гололеда, не допуская перегрева проводов и грозотросов. Новые управляемые устройства ускоряют процесс плавки и не требуют повышения мощности установленного трансформаторного оборудования.

Контролировать работу установок можно будет в режиме реального времени из Центра управления сетями. Линии электропередачи в гололедных районах будут для этого оборудованы датчиками гололедообразования, которые будут передавать в центр нужную информацию.

Управляемый выпрямитель - это отечественная разработка ФГУП "Всероссийский электротехнический институт", он изготовлен ОАО "Электровыпрямитель" (город Саранск).

Сейчас "ФСК ЕЭС" разрабатывает проект "Гололедно-ветровые воздействия", которым предусмотрена замена существующих устройств плавки гололеда на системы с управляемыми устройствами во всех гололедоопасных районах России.

 

Охранная зона воздушных линий электропередачи и воздушных линий связи

1. Зона вдоль ВЛ в  виде земельного участка и  воздушного пространства, ограниченных  вертикальными воображаемыми плоскостями, расположенными по обе стороны  линии от крайних проводов  при не отклоненном их положении  на расстоянии, м:  
 
для ВЛ напряжением до 1 кВ и ВЛС ..... 2  
для ВЛ 1, 3, 6, 10, 20 кВ ............10  
для ВЛ 35 кВ .........................15  
для ВЛ 110 кВ ........................20  
для ВЛ 154, 220 кВ ...................25  
для ВЛ 330, 400, 500 кВ переменного тока  
и 800 кВ постоянного тока ............30  
для ВЛ 750 кВ ........................40  
 
2. Зона вдоль переходов ВЛ через водоемы (реки, каналы, озера и др.) в виде воздушного пространства над водной поверхностью водоемов, ограниченного вертикальными воображаемыми плоскостями, расположенными по обе стороны линии от крайних проводов при неотклоненном их положении для судоходных водоемов на расстоянии 100 м, для несудоходных - на расстоянии, предусмотренном для установления охранных зон вдоль воздушных линий, проходящих по суше.

 

 

 

1