Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Электрические станции, сети и системы

Диссертационная работа:

Чудный Владимир Сергеевич. Оптимизация параметров воздушных линий постоянного тока сверх- и ультравысокого напряжения с учетом требований надежности и экологии : диссертация ... кандидата технических наук : 05.14.02.- Санкт-Петербург, 2002.- 176 с.: ил. РГБ ОД, 61 03-5/904-7

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 4

1. ОБЗОР ОСНОВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ПРОБЛЕМЕ 8

1.1. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА СВН и УВН в МИРОВОЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ 8

1.2. СОВРЕМЕННЫЕ МИРОВЫЕ ТЕНДЕНЦИИ И ВОЗМОЖНОСТИ РАЗВИТИЯ ТЕХНИКИ ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ПОСТОЯННЫМ ТОКОМ НА ДАЛЬНИЕ РАССТОЯНИЯ 10

1.3. ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО И МЕХАНИЧЕСКОГО РАСЧЕТОВ ВЛ

ПОСТОЯННОГО ТОКА 16

1.4. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ВЛ постоянного ТОКА СВНнУВН 19

1.5. ВАРИАНТЫ ВЛ постоянного ТОКА СВН и УВН, их ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПО НАДЕЖНОСТИ И ВОЗДЕЙСТВИЮ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ 21

1.6. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ВЛ ПОСТОЯННОГО ТОКА СВН и УВН .27

2. АНАЛИЗ И ВЫБОР НАИБОЛЕЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ СХЕМ ОПОР.

ЗАТРАТЫ СТАЛИ НА ОПОРЫ 29

2.1. ТИПИЧНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ОПОР ДЛЯ БИПОЛЯРНЫХ ВЛ 30

2.2. ТИПИЧНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ОПОР, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ ПОВОРОТА ВЛ; ПРОМЕЖУТОЧНО-УГЛОВЫЕ И АНКЕРНО-УГЛОВЫЕ 40

2.3. АНАЛИЗ КОНСТРУКТИВНЫХ СХЕМ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ И АНКЕРНО-УГЛОВЫХ ОПОР ДЛЯ БИПОЛЯРНЫХ ВЛ 43

2.4. ЗАТРАТЫ СТАЛИ НА ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ, ПРОМЕЖУТОЧНО-УГЛОВЫЕ И АНКЕРНО-УГЛОВЫЕ ОПОРЫ ДЛЯ БИПОЛЯРНЫХ ВЛ. ВКЛАД В ОБЩИЕ ЗАТРАТЫ СТАЛИ ПРОМЕЖУТОЧНО-УГЛОВЫХ И АНКЕРНО-УГЛОВЫХ ОПОР .48

2.5. СРАВНЕНИЕ ЗАТРАТ СТАЛИ НА ОПОРЫ ДЛЯ ВЛ ПОСТОЯННОГО И ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ОДИНАКОВОЙ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ 54

3. ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ ВЛ ПОСТОЯННОГО ТОКА СВН И УВН 61

3.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ, СХЕМЫ НАДЕЖНОСТИ 61

3.2. РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ ВЛ постоянного ТОКА НА ПРИМЕРЕ РОССИЙСКОГО УЧАСТКА МППТ "ВОСТОК-ЗАПАД" ±500 кВ 3.2.1. Число ожидаемых повреждений и коэффициенты готовности элементов схемы замещения по надежности электропередачи ±500 кВ длиной 1000 км со свободностоящими опорами 70

3.2.2. Определение функций распределения пропускной способности и коэффициентов работоспособности рассматриваемых вариантов ВЛ ±500 кВ со свободностоящими опорами 74

3.2.3. Оценка недоотпуска энергии и условного ущерба от ненадежности рассматриваемых вариантов ВЛ ±500 кВ со свободностоящими опорами з

3.2.4. Учет форсировочной способности полюсов ВЛ ±500 кВ со свободностоящими опорами 89

3.2.5. Оценка надежности вариантов ВЛ ±500 кВ с опорами на оттяжках 94

3.2.6. Учет форсировочной способности полюсов ВЛ ±500 кВ с опорами на оттяжках 99

3.2.7. Сравнение надежности вариантов ВЛ ±500 кВ со свободностоящими опорами и опорами на оттяжках 104

4. МЕТОДИКА ОПТИМИЗАЦИИ И ОЦЕНКИ СТОИМОСТИ БИПОЛЯРННЫХ И КВАДРУПОЛЯРНЫХ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ СВН И УВН 109

4.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ, СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА 109

4.2. УЧЕТ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ ВБЛИЗИ ВЛ постоянного ТОКА СВН и л УВН ПО

4.3. ВЫБОР полюсов ВЛ постоянного ТОКА И ИХ КОНСТРУКЦИИ 116

4.4. ВЫБОР ГАБАРИТОВ ОПОР ВЛ ПОСТОЯННОГО ТОКА С УЧЕТОМ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ И УНИПОЛЯРНЫХ ТОКОВ ИОНОВ ОТ КОРОНИРУЮЩИХ ПОЛЮСОВ ВЛ 118

4.5. ОПТИМИЗАЦИЯ ОПОР И ОЦЕНКА СТОИМОСТИ ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ НАПРЯЖЕНИЯ И СЕЧЕНИЯ ПОЛЮСА 121

4.6. ОПТИМИЗАЦИЯ СЕЧЕНИЯ ВЛ ППТ 124

4.7. ОПТИМИЗАЦИЯ СЕЧЕНИЯ ДЛЯ ЛИНИЙ С ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТЬЮ 5ГВтиЮГВт 126

5. ВОПРОСЫ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ВОЗВРАТА ТОКА НЕСИММЕТРИИ ПОЛЮСОВ ВЛ ПОСТОЯННОГО ТОКА СВН И УВН 133

5.1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ВОЗВРАТА ТОКА НЕСИММЕТРИИ ПОЛЮСОВ ВЛ ППТ 133

5.2. РАСЧЕТНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ У ЗЕМЛИ ДЛЯ КВАДРУПОЛЯРНОЙ ВЛ ±500 кВ с РАЗЛИЧНЫМИ ВАРИАНТАМИ ВЫПОЛНЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ВОЗВРАТА ТОКА НЕСИММЕТРИИ ПОЛЮСОВ 135

5.3. ОЦЕНКА МАГНИТНОГО поля ВЛ постоянного ТОКА 146

5.4. РАСЧЕТНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ИНДУКЦИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ У ЗЕМЛИ ДЛЯ

БИПОЛЯРНЫХ ВЛ ±(400-750) кВ с ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМИ ПРОВОДАМИ ДЛЯ

МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ВОЗВРАТА ТОКА НЕСИММЕТРИИ ПОЛЮСОВ 156

5.5. ДРУГИЕ ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ПРОВОДОВ НА ВЛ161

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 165

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 168 

Введение к работе:

В настоящее время линии электропередачи постоянного тока составляют сравнительно небольшую часть от всех линий электропередачи (ЛЭП): общая протяженность построенных воздушных и кабельных линий электропередачи постоянного тока достигла 26 тыс. км. Суммарная пропускная способность линий электропередачи и вставок постоянного тока (11111 и ВПТ) во всем мире достигла в 1995 г. около 70 ГВт [1].

Несмотря на это, в последнее время усиливается интерес к линиям электропередачи постоянного тока (ЛЭП ПТ), так как последние обладают рядом ценных свойств, которые позволяют прогнозировать их более широкое использование в электроэнергетике многих стран. Таких свойств несколько, но наиболее существенные из них следующие [2]:

- На нормальный режим работы линии постоянного тока не оказывают влияния ее погонные реактивные параметры - индуктивность L и емкость С.

Это значит, что при реальных соотношениях между активными и реактивными сопротивлениями линии электропередачи (R«0)L) падение напряжения на ней во много раз меньше, чем на линии переменного тока. А это, в свою очередь, создает предпосылки для радикального увеличения радиуса действия ЛЭП ПТ по сравнению с линиями электропередачи переменного тока.

- Для линий постоянного тока ни при каких длинах не возникает ограничений передаваемой мощности по условиям устойчивости параллельной работы.

- Воздушные линии (ВЛ) постоянного тока, как правило, существенно дешевле линий переменного тока.

- Целый ряд преимуществ может быть получен за счет способности вентильных преобразователей выполнять функции быстродействующего выключателя и очень совершенного регулятора передаваемой мощности.

- При связи двух энергосистем на постоянном токе аварийные режимы в одной из энергосистем не отражаются на работе другой энергосистемы столь непосредственно, как это происходит при связи на переменном токе [2]; кроме того, исключается подпитка места к.з. в одной энергосистеме со стороны другой. Поэтому объединение энергосистем или ввод дополнительной мощности в энергосистему через электропередачу постоянного тока не приводит к увеличению токов к.з. и не требует соответствующей замены оборудования и, прежде всего, выключателей.

- Существенны выгоды постоянного тока для кабельных линий, так как условия работы изоляции кабелей при постоянном напряжении несравненно легче, чем при переменном. Благодаря этому при одной и той же толщине изоляции пропускная способность кабеля, работающего при постоянном напряжении, в 2-4 раза выше, чем у того же кабеля, но работающего при переменном напряжении, за счет более высокого номинального напряжения. Кроме того, при использовании постоянного тока отпадает само понятие критической длины кабеля, то есть отпадает ограничение длины кабельной линии [2].

- При сооружении линии электропередачи постоянного тока между двумя несвязанными энергосистемами последние могут работать несинхронно как с разными частотами (50 и 60 Гц), так и с одинаковой частотой, но с различными требованиями к точности ее поддержания.

Указанные преимущества и определяют области использования ЛЭП ПТ в будущем. Это, во-первых, пересечение широких водных пространств, где неизбежно применение дорогостоящих кабелей и где переход к постоянному току позволяет резко удешевить кабель. Более половины линий электропередачи постоянного тока являются либо полностью, либо частично кабельными. Комбинация воздушных и кабельных ЛЭП ПТ широко используется в мировой электроэнергетике и находит свое применение в новых проектах (например, проект "о. Калимантан-материк" в Малайзии, проект ЛЭП ПТ "Россия-Япония" и др.). Во-вторых, это магистральные линии без промежуточных отборов мощности, длина которых значительно превосходит радиус действия линий переменного тока. В-третьих, незаменимы ЛЭП ПТ для осуществления связи между энергосистемами с разными частотами. В-четвертых, сооружение линии электропередачи постоянного тока иногда диктуется необходимостью значительного увеличения потребления мощности в энергосистеме с очень большой плотностью потребителей без роста токов к.з. и замены выключателей. В-пятых, это несинхронные межсистемные связи ограниченной мощности между очень крупными объединенными энергосистемами или объединенными энергосистемами разных стран. Большинство линий электропередачи постоянного тока разрешают одновременно несколько перечисленных выше технических задач [2].

Главные недостатки линий электропередачи постоянного тока — высокая стоимость и техническая сложность преобразовательных подстанций. Именно эти недостатки линий постоянного тока значительно сужают сферу их применения и выделяют лишь несколько областей использования, указанных выше.

В последнее время во многих странах встает вопрос о создании линий с промежуточным отбором и без отбора мощности длиной 1500 км и более, в том числе, с длинными кабельными линиями (проекты ЛЭП ПТ Россия-Германия [3] и Россия-Япония [4], проект "о. Калимантан-материк" в Малайзии [5]).

Актуальными являются проблемы определения оптимального номинального напряжения и площади поперечного сечения полюса воздушных линий ППТ, оценки надежности ВЛ ППТ в зависимости от ее конструкции, в частности, от применения биполярных и квадруполярных ВЛ, возврата тока небаланса полюсов, а также вопросы экологии.

Целью работы является разработка решений указанных проблем для ЛЭП сверх- и ультравысокого напряжений (СВН (по классификации CIGRE, с напряжением менее ±500 кВ) и УВН (по той же классификации, ±500 кВ и более)) постоянного тока. Целостных методик, которые позволяли бы проводить выбор оптимальных значений напряжения и площади поперечного сечения полюса для ВЛ постоянного тока, оценивать ожидаемую надежность передачи постоянного тока, разрешать технические вопросы возврата тока небаланса при минимальных затратах средств, электрической и, особенно, магнитной экологии пока не существует. Поэтому, тема данной диссертации достаточно актуальна.

Попытки решить перечисленные проблемы ВЛ ПИТ делались многими учеными и инженерами России, Германии, Швеции, Англии, Франции, Японии и других стран. Однако, из-за сравнительно малого числа разработанных и построенных ВЛ ППТ и недостаточной теоретической проработки многих вопросов проектирования ВЛ ППТ обобщенную методику получить пока не удалось. Внимание к квадруполярным линиям выявилось лишь в последнее время в России, и по ним пока никаких данных не печаталось. Вопросам экологии ВЛ ППТ также стали уделять особое внимание только в последнее десятилетие, а их исследование проводилось лишь в нескольких научно-исследовательских организациях (IREQ, Канада; НИИПТ, Россия).

Поэтому, перед решением сформулированных выше главных задач в диссертации необходимо обобщить имевшиеся в литературе данные и дополнить их новыми, полученными диссертантом. Получению этих данных и посвящены первые разделы диссертации. Далее, используя полученные и известные результаты, была сделана попытка получить современную систему знаний об электрическом расчете ВЛ ППТ и примыкающих к ней вопросов передачи электроэнергии постоянным током СВН и УВН. 

Подобные работы
Джумик Дмитрий Валерьевич
Определение параметров схем замещения линий электропередачи, силовых конденсаторов и резисторов, реакторов по массивам мгновенных значений токов и напряжений в рабочих режимах
Мотиэ Бирдженди Алиакбар
Анализ режимных характеристик управляемых линий электропередач переменного тока с учетом технических ограничений
Кудряшов Максим Петрович
Обоснование построения ремонтно-технологических линий с учетом оптимизации их параметров
Алиев Владимир Кязимович
Обеспечение надежности нефтепромыслового оборудования морских стационарных платформ с кустом скважин с учетом качества функционирования и требования охраны окружающей стреды
Иванов Владимир Николаевич
Исследование и оптимизация антенн для систем связи и вещания с учетом требований электромагнитной экологии
Терещенко Николай Владимирович
Оптимизация параметров загрузки доменных печей с целью итенсификации плавки
Ковалев Михаил Васильевич
Оптимизация параметров низкотемпературных поверхностей нагрева котлов
Тремасов Алексей Петрович
Оптимизация параметров новых станков резьбонарезания метчиками
Ерекеев Оразгазы Курмашевич
Оптимизация параметров ограничений электроснабжения промышленных потребителей при дефиците мощности в электроэнергосистеме
Михайловский Виктор Георгиевич
Разработка методики оптимизации параметров теплообменников ДВПТ на АВМ

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net