Аннотация
В данной статье рассматриваются проблемы традиционный линий передачи электроэнергии и преимущества перед ними газоизолированных линий.
Линия электропередачи – один из компонентов электрической сети, система энергетического оборудования, предназначенная для передачи электроэнергии посредством электрического тока. Различают воздушные, кабельные и газоизолированные линии электропередачи.
Применение традиционных кабелей связано с рядом проблем. Сегодня кабели с масляной, бумажной, синтетической изоляцией предусматриваются на критические мощности величиной примерно до 1700 МВт. Эти кабели плохо приспособлены для передачи энергии на расстояния свыше нескольких десятков километров из-за ограничений по термической стойкости и возможных резонансных явлений. Диэлектрические потери в этих типах кабелей также весьма велики, что обусловлено достаточно высокой диэлектрической проницаемостью полимеров, бумаги и масла.
Помимо прочего, традиционные кабели не являются экологически чистыми, они пожароопасны, а электромагнитные поля в них не полностью локализованы. Переход от воздушных линий электропередачи к кабелям требует изменения систем автоматики и релейной защиты, а при применении длинных кабелей необходимы устройства компенсации реактивной мощности.
Технологии линий с газовой изоляцией (ЛГИ) позволяют решить практически все упомянутые проблемы традиционных кабелей. На рис. 1 представлена принципиальная конструкция газоизолированной линии однофазного исполнения.
Рисунок 1 – Высоковольтная газоизолированная линия
Они состоят из опорных изоляторов, установленные на одинаковом расстоянии, которые удерживают жилу в центре оболочки, при этом электрическая изоляция осуществляется с помощью высокопрочного в электрическом отношении газа (элегаза, сухого воздуха, или их смеси, другого газа) под давлением, которое обычно имеет диапазон от 4 до 20 атм. Для повышения электрической прочности газовой изоляции вблизи поддерживающих изоляторов устанавливаются ловушки частиц.
Японской фирмой Chubu Electric Power Co была одна из первых, кто ввел в эксплуатацию газоизолированные линии, заполненный смесью из элегаза и азота. В рамках этого проекта были проведены работы по замене существующей воздушной линии 275 кВ на ЛГИ в туннеле, что позволило получить дополнительные городские площади. В последние годы реализован целый ряд проектов компанией Siemens, китайские компании совместно с ВЭИ создали ЛГИ 220 – 500 кВ с использованием сухого воздуха под давлением.
В настоящее время стоимость ЛГИ на напряжение 220 – 500 кВ не превышает стоимости кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена той же мощности. Кроме того, надежность ЛГИ существенно выше из-за практического отсутствия старения изоляции.
Сегодня формируется зона предпочтительного применения ЛГИ – это мощные (1000 – 4000 МВт) линии передачи электроэнергии, условия прокладки которых не позволяют применять ЛЭП и традиционные кабели из-за повышенные требования по надежности, пожаробезопасности.
Приоритетными областями применения газоизолированных линий сейчас являются внутриподстанционные связи, глубокие вводы электроэнергии в крупные города, вертикальные вводы, передача через реки и другие препятствия с помощью ЛГИ, встроенных в мосты или транспортные туннели.
И хотелось бы сказать в заключении, что газоизолированные линии имеют ряд преимуществ перед традиционными кабелями таких, как увеличение пропускной способности, возможной предельной длине, уменьшение потерь электроэнергии, безопасности совместимости с ЛЭП по системам автоматики и релейной защиты, возможностям вертикальной прокладки, уровню внешних электромагнитных полей, необходимости применения устройств компенсации реактивной мощности и перспективы в будущем.
Библиографический список
- Зуев Э.Н. Основы техники подземной передачи электроэнергии. М.: Энергоатомиздат,1999.
- Кадомская К.П., Лавров Ю.А., Булатников М.В. Аналитический и численный методы определения продольных параметров газоизолированных линий высокого напряжения // Электричество, 2005, № 5.
- http://www.ruscable.ru/article/Gazoizolirovannye_vysokovoltnye_linii/ Статьи журнала «Электроэнергия. Передача и распределение»