Опора трехфазной линии электропередачи

О П И С А Н И Е ( 941523ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сотоз СоветскийСоциаиистическизреси)тблик,66(088.8) Дата опубликования описания 07,07,82 И. Курнос Н. Н. и С,А. Н. Фил ход 2) Авторы изобретен ур отделение Ордена Октябрьскдарственного проектно-изыстельского института энерх сетей "Энергосетьпроектч Северо-Западно есоюз,логонаучно-исс ос(71) Заявител едова чески ек(54) ОПОРА ТРЕХФАЗНОЙ ЛИН КТРОПЕРЕДАЧИ м б Изобретение относитс ву воздушных линий эл сокого, сверхвысокого ьшим чем эквивалентов средней фазы,т расположения и ным ра ный ра Эта ли констр переда к строитель-,тропередачультравыс про ия, за сч кции фаз,сокогоИзве воляет повысить и мощность 1 2). пряж на о мую по ора трех ой линии азнои многоэлектропереда содержащаятраверсы, раснии, и оттяж 5 цепнои воздушн чи высокого на две стойки, дв положенные по ки 11. пряжение гибкицепной с ф яв на етени ся оп э еда н на еди ина оп зы поддение ним Эта опора не предназначена длярх- или ультравысокого напряженияазами из расщепленных проводов ияется многоцепной, она не предначена для повышения электричеспропускной способности линииктропередачи,Известна также трехфазная воздушлиния электропередачи высокого,рхвысокого или ультравысокогоряжения, содержащая одноцепныеры, в которой провода средней фарасположены ниже крайних и провокрайних фаз выполнены с эквивалент Однако опора этои линии является одностоечной, свободностоящей, с очком для средней фазы и между фазами располагаются металлические детали опор, что не позволяет обеспечить оптимальное расстояние между фазами, вследствие чего передаваемая по линии мощность не является максимально возможнои.Наиболее близким к изобтехническим оешением являетрехфазной линии электропепреимущественно ультравысопряжения, включающая стойкющую их гибкую траверсу сными к ней проводами, канаживающие гибкую траверсу,концы которых прикреплены3 94152 частям стоек, и гибкую связь, объединяющую стойки 3.Эта экономичная и надежная в эксплуатации одноцепная опора предназначена для горизонтальной подвески на з ней трех фаз линии, что не позволяет повысить передаваемую по линии мощность по сравнению с нормальной.Цель изобретения - увеличение передаваемой по линии мощности. 1 ОПоставленная цель достигается тем, что в опоре трехфазной линии электропередачи, преимущественно ультравысокого напряжения, включающей стойки, соединяющую их гибкую травер су, с подвешенными к ней проводами, канаты, поддерживающие гибкую траверсу, верхние концы которых прикреплены к верхним частям стоек, и гибкую связь, объединяющую стойки, места подвески проводов крайних фаз размещены с превышением над средней фазой, а нижние концы канатов прикреплены к крайним фазам удаленной стойки, при этом стойки опоры удлинены на величину равную Ь : Б 1 п ю, где: Ь - превышение высоты подвески крайних Фаз над средней; с. - угол между осью стойки и горизонтом.Предусмотрен вариант выполнения опоры трехфазной линии электропередачи, в которой места подвески крайних Фаз определяют из соотношения3 а ЬК= --Угде а - расстояние по горизонтали отЭэпроводов крайних фаз до ближайшей стойки опоры;Ь - расстояние по .горизонталимежду средней Фазой и крайни 40ми;Ь - превышение высоты подвесоккрайних Фаз над средней.Предусмотрен вариант выполнения опоры трехфазной линии электропередачи, согласно которого она снабжена дополнительной гибкой траверсой, к которой подвешены фазы дополнительных проводов, причем дополнительная гибкая траверса расположена параллельно основной, а стойки опоры удлинены.Стойки опоры могут быть выполнены свободностоящими. Кроме того, для прокладки рядом второй линии может быть добавлена третья стойка, установ ленная вертикально между крайними, например наклонными стойками.На фиг. 1 изображена опора с двумя стойками, вид вдоль линии электро 3 4передачи; на фиг, 2 - то же, в плане; на фиг. 3 - вариант опоры сосвободностоящей стойкой, вид вдольлинии электропередачи; на,фиг,схема подвески фаз к опоре; нафиг. 5 - вариант прокладки рядом второй цепи линии; на фиг. 6 - то же,в плане; на Фиг. 7 - двухцепнаядвухстоечная опора, вид вдоль линииэлектропередачи.Изобретение относится к строительной части опор воздушных линий электропередач высокого (330-500 кВ),сверхвысокого (750 кВ) и ультравысокого 1150 кВ и выше) напряжения и направлено на создание опоры, позволяющей реализовать электрическую схему 1 2. Эта электрическая схема состоит е расположении двух крайнихфаз линии электропередачи выше, чемсредняя Фаза и выполнении крайнихфаз, расщепленных на несколько составляющих проводов, с эквивалентным радиусом большим, чем эквивалентный радиус проводов пониженной средней Фазы.Практически необходимый эквивалентный радиус проводов фаз выбирается путем выбора целесообразного"шага расщепления", т. е, расстояниямежду проводами в фазе. 8 крайнихфазах расстояние между проводами выбирается больше, чем в средней фазе.Одновременно выбирается превышениевысоты подвески крайних фаз надсредней, а также горизонтальная проекция Щ расстояния между крайнимии средними фазами. При этом числои марка проводов во всех фазах принимаются одинаковыми, что обеспечивает одинаковую стрелу провеса всехпроводов в пролете и благоприятнопо строительно-монтажным соображениям, Параметры Ь и о и шаг расщепления взаимосвязаны и их оптимальныекомбинации обеспечивают увеличениепропускной способности(Рдт) и передаваемой по линии электрической мощности по сравнению с линией с традиционным расположением всех фаз наодинаковом горизонтальном уровне и приодинаковом расщеплении проводов.В таблице приведено пять примероввыбора сочетания параметров Ъ и Ьпри шаге расщепления крайних фаз Й1равном 0,6 м и при ваге расщеплениясредней фазы, равном 0,3 м для воздушной линии напряжением 750 кВ спроводами в фазе бхАС/39,в, м 06 30 12,2 2735 8,3 2732 29,5 2550 21,5 9,7 .2550 21,5 19 2509 9 4 30 30,2 2 9 4 32 30 0 3 12 4 30 . 28,3 12 4 32 28 1 5 . 14 4 30 27,4 Рассмотрено два варианта габарита Н от нижнего провода линии до земли. Указана также обеспечиваемая данным. вариантом передаваемая мощность Рнт в тысячах киловатт, и - превышение ее над мощностью, передаваемой по обычной известной линии 750 кВ и равной 2100 тыс.кВт.В графе 5 указана получающаяся в данном .варианте напряженность элек-трического поля на проводе Елров мсвспричем напряженности порядка 30 кВ/см являются допустимыми и гарантируют допустимый уровень потерь энергии на корону и радиопомех от линии. В графе 6 указана получающаяся в варианте максимальная. напряженность электрического поля под линией 35 Е ц . Величины менее 15 кВ/м не создают заметного дискомфорта под линией и допустимы по эконологическим соображениям.Электрическая схема обеспечивает фв повышение передаваемой по линии , 750 кВ мощности (по сравнению с обычной схемой) от 19 до 30 за счет снижения ее волнового сопротивления,причем максимальная выгода получается 45 при сближении фаз (допустимом по изоляционным соображениям), в данномпримере до 9 м. При этом обеспечиваются допустимые условия по короне, радиопомехам и экологии. 50г Однако обеспечение расположения фаз по вариантам 1 и 2, т. е. Ь = = 9 м и 11 = 4 м, наталкивается на трудности, так как при обычных типах опор (портальные, "набла", "чайка" и т. д.) между соседними Фазами располагаются электропроводящие (например, металлические или железобетонные) части стоек опор или траверс.Поэтому расстояния между фазами приходится увеличивать (по соображениямобеспечения необходимых изоляционныхрасстояний), что приводит к вариантам 3-5 с расстояниями между фазами12 или 14 м, что значительно (на 8,5111) снижает мощность, которая можетбыть передана по линии, а это неэкономично и нежелательно. Для достижения оптимальных результатов и повышения передаваемой по линии максимальной мощности, возможной по электрическим соображениям, разработаны опоры линии, в которых пространство между фазами не занято никакими конструктивными элементами опор, что позволяет расположить фазы оптимально с электрической точки зрения.Опора (Фиг. 1) содержит две стойки 1 и 2 в данном примере наклоненные к горизонту на угол. Стойки опираются на шарниры 3, смонтированные на фундаментах 4. Стойки соединены гибкой связью 5 и расчалены оттяжками 6 и 7, закрепленными к анкерам 8. Стойки опоры, по сравнению с опорами с горизонтальной подвеской всех фаз, удлинены на величину Ь : соя (90-а 0 или Ь : япс., где Ь превышение высоты подвески крайних фаз над средней.К верхним концам стоек 1 и 2 прикреплены концы гибкой траверсы 9, к которой подвешены гирлянды изоляторов 10-12, к которым с помощью арматуры прикреплены расщепленные провода фаз 13 (А), 14 (В), 15 (С).В известной опоре такого типа три фазы расположены горизонтально, что обеспечивается двумя натяжными кана 7 94 тами, присоединенными к месту крепления средней Фазы и к верху стоек, В соответствии с решаемой задачей в опоре точки подвеса гирлянд изоляторов расположены по вершинам веревочного многоугольника, обеспечивающего необходимое превышение крайних фаз линии над средней. Канаты 16 и 17 присоединены к местам крепления гирлянд 10 и 12 крайних Фаз 13 и 15, а их вторые концы прикреплены к верхним частям удаленных от фазы стоек опор, соответственно 1 и 2, Это обеспечивает фиксацию положения крайних фаз при боковом ветре и обеспечивает нормальную работу линии и соблюдение заданных расстояний между фазами, т. е. расположение крайних фаэ 13 1, А 7 и 15 (С) выше средней фазы 14 (В) на высоту Ь, а горизонтальное расстояние между крайними фазами 13 (А) и 15 (С) и средней Фазой 14 (В) равноец 1,фиг, 4). В сочетании с уменьшенным эквивалентным радиусом расщепления проводов средней фазы 11 (В) это обеспечивает значительное повышение пропускной способности линии электропередачи. От грозовых перенапряжений линия защищена тросами на тросостойках 18, Точки подвеса гирлянд 10 и 12 могут быть соединены жесткой распоркой.Например, при напряжении линии 750 кВ, Ь = 4 м, 3 = 9 м, шаге расщепления фаз А и С по 0,6 и, а Фазы В - 0,3 м с шестью проводами в каждой фазе АС/39 конструкция опоры и крепления фаз обеспечивает повышение передаваемой по линии мощности на 36 Ж или на 635 тыс, квт, что является серьезным преимуществом линии, имея в виду небольшие затраты на повышение стоек опор на величину Й.Такая конструкция обеспечиваеткак высокую экономичность опоры, так и прежде всего большую экономичностьвоздушной линии в целом. Кроме того, иэ-эа компактного расположения всех проводов фаэ в середине линии значительно уменьшается площадь трассыпод линией. Это дает два дополнительнын преимущества: уменьшается площадь вйрубки леса под трассу линии при прохождении линии по заселенной местности и уменьшается площадь территории под проводами линии, располагающаяся в середине пролетов (где . провода наиболее приближены к земле), на которой может иметь место нежела 1523 тельное экологическое влияние нанаходящихся под линией людей и животных. Однако из-за наличия оттяжек и. их анкеров площадь, занимаемая опорой, увеличена, Поэтому опоры(фиг. 1) наиболее выгодны при строительстве линий и малонаселенныхи слабо освоенных районах, где ценность земли .невелика. При прохождении О трассы линии в населенных районах может быть применена опора (фиг, 3),где стойки выполнены свободностоящи-ми, без оттяжек, В этом варианте площадь, занимаемая опорой, существенно 15 .сокращается, но стоимость опоры несколько увеличивается.Точки подвеса гирлянд изоляторовфаэ А, В, С к гибкой траверсе могутбыть определены из соотношенийЪа%АС Ъ ЗО где а - расстояние по горизонтали отпроводов крайних Фаз А, С до 25 ) ближайшей стойки опоры, определяемое по допустимому приближению проводов к стойке прираскачивании проводов ветром,при выбранном уровне напряжения линии;Ь - расстояние по горизонталимежду проводами средней фазыВ и крайними Фазами А, С;Ьпревышение высоты подвескикрайних Фаз А и С над среднейфазой В (величиныи Ь определяют электрическим расчетоми обуславливают величину мощности, которая может быть передана по линии).Подвес гирлянд в этих точках обеспечивает максимальную эффективностьлинии электропередачи при достаточныхизоляционных расстояниях.Например, при = 9 м; Ь = 4 м,а = 8 м вертикальные расстояния фазА и С от верха опор составляют: фаз1 А и С по 5,7 м, средней фазы В -9,7 м.Предлагаемая линия с опорами обеспечивает передачу существенно большей мощности, чем линия с горизонтальным расположением фаэ или с повышенной средней фазой, но конструкция ее 55опор несколько дороже из-за удлинениястоек.Предлагаемая опора может быть использована также. для прокладки рядомс первой линией второй одноцепной. линии (фиг, 5). Для этого между наклонными стойками 1 и 2, на необходимом расстоянии, устанавливается дополнительно вертикальная свободностоящая стойка 19, к которой крепятсявторые концы гибких траверс 9 обеихлиний в остальном конструкция линийи опоры та же,По двум одноцепным линиям 750 кВ,проложенным на опоре (фиг.,5),может 1 фбыть передана мощность 2735 х 2= 5470 ИВт, т. е. такая же, как по линии напряжением 1150 кВ. При этомэкономичность опоры дополнительноповышается, так как для прокладкидвух одноцепных линий используютсяне четыре, а три стойки.В линии (фиг. 1) при напряжении750 кВ и шагах расщепления ЙАс= 0,6 м и Ю = 0,3 м передаваемаяпо линии мощности увеличивается на30, или на 635 мВт, что позволяетсэкономить строительство двух линий330 кВ или одной дополнительной ли нии 500 кВ стоимостью 50 тыс, р./км.Шаг расщепления проводов фазыи расположение их на разной высотеи на оптимальных расстояниях, реализуемых с помощью опоры, обеспечивают положительный эффект, При этомвклад каждого иэ двух мероприятийпримерно одинаков , т, е. выбраннаяконфигурация опор дает экономию около 25 тыс,р./км. Стоимость обычнойодноцепной линии 750 кВ на оттяжкахс горизонтальным расположением фазсоставляет около 75 тыс. р,/км, приэтом капзатраты на стойки составляютоколо 40 или 30 тыс. р,/км. Уцлинение стоек на 124 приблизительно настолько же удорожает их, т. е. на3,6 тыс, р,/км. Зкономия от применения предлагаемых опор в данном примере составляет, следовательно, около 25-3,6 = 21,4 тыс, р./км. Придлине линии 750 кВ, равной 600 км(например, как ВЛ 750 кВ ЛенинградИосква), экономия от применения предлагаемых опор только на одном объекте превышает 1 млн,р. При использовании предлагаемых опор (Фиг. 5)экономия увеличивается больше, чемвдвое. В ближайшие годы намечено построить около 10 тыс.км линий 750 кВ.Экономичность линии может быть дополнительно повышена при выполнениипредлагаемой опоры (фиг. 7). Здесьповышены стойки 1 и 2 опоры и к нимподвешена снизу, под первой цепью 3 10линии, дополнительная гибкая траверса 19, к которой подвешена дополни"тельная вторая цепь линии с проводами фаз 20-22 на гирляндах изоляторов23-25.Места крепления,нижней гибкойтраверсы 19 к стойкам 1 и 2 связаныс грунтовыми анкерами 8 дополнительными парами оттяжек 26 и 27. В плане опора (фиг, 7) имеет вид, изображенный на Фиг. 2. Если фазировка обеих цепей линии одинакова, т. е, подверхней Фазой А расположена нижняяФаза также А и т. д., то электрическая пропускная способность мощность)линии будет такой же, как двухцепнойлинии по фиг. 5, т. е, в два разабольше пропускной способности линии(Фиг, 1),Если при электрической фазировкеверхней цепи линии 13-15 слева направо А, 8, С к проводам нижней цепилинии 20-22 включить фазы, электрически сдвинутые, например на120 о эл т. е. слева направо С, А,В, так, что под верхней Фазой А находится нижняя фаза С, под верхней фазой В подвешена нижняя фаза А и подверхней фазой С подвешена нижняя фаза В, то электрическая пропускнаяспособность линии дополнительно увеличивается.При напряжении линии 750 кВ, посравнению с электрической мощностьюобычной, общеизвестной двухцепнойлинии, равной й 2100 х 2 = 4200 мВт,а также по сравнению с мощностьюусовершенствованной двухцепной линии(фиг. 5), равной 2 х 2735 = 5470 МВт,двухцепная линия (Фиг. 7) с неодинаковой фазировкой верхних и нижнихцепей, сдвинутой, например, на120 эл., имеет пропускную способность (мощность) от 7200 до 7600 мВтили около 7500 мВт, т, е. на 80 больше, чем две обычных линии или на.37 больше, чем две усовершенствованные линии (Фиг. 5).фазы соответствующих верхних инижних цепей могут быть сдвинуты ина 180 эл. (т. е. под фазой А верхней цепи и включена в обратном направлении А фаза нижней цепи), чтотакже повышает пропускную способностьлинии. Стойки 1 и 2 могут быть установлены вертикально,Провода нижней цепи, например всильно гололедных районах, могут бытьнесколько смещены от вертикальной лиЬ: 81 пц,нии, что почти не отражается на про- где,Ь - иДвухцепная опора 750 кВ (Фиг )крайних Фаз над средней;например для проводов в фазе бхАС"7 - угол между осью стойки и400/1 я 2 горизонтом,5 , для 2-го раиона климатических2. Опо а , оусловий ",щ и 3 госкорости ветра на габаритны"-го раиона по тем, что места по)ритныи и вет- оп е еровой пролет 580подвесок крайних Фазритны ределяют из соотношения61 8 мм, имеет высоту, шиниру в плане между стойкаЗЦпми 44 мипри расстоянии между верх- д - расстояние по горизонтали10 геТакая опора, вместе с оттяжками,от проводов крайних фаз довесит 26;4 т, что весьма экономично.ближаййей стойки опоры;Ь - расстояние по горизонталимежду проводами средней фаФормула изобретенияфзы и крайними;Ь - превышение высоты подвески1, Опора трехфазной линии электро- крайних фаз над средней,порультравы- тем, что она снабжена дополнительнои26 гибкой траверсой, к которой подвефазы до олнительных рводю,с под шеныричем дополнительная гибкая рав ррасположена параллельно основной,ним частям стоек и гиб Источники информ ции,принятые во внимание при экспертизецелью увели- . Патент Германии У 377294,кл, С 13/20, опублик. 1923.размещены с превышением наднад среднейАвторское свидетельствоФазой, а нижние концы ка а Зв по заявке У 2732455/07,креплены к крайним фазам удаленн " кл. Н 02 6 7/00, 11,03 79стойки, при этом стойки опопоры удале- ЛЭП3. Опора с чепной подвеской дляны на величину, равнуюП 735 кВ. - Реферативный журнал941523 Составитель Н. ПавловаРедактор Т. Парфенова Техред 3. Палий Корректор Л. Бокш д, ул Проектная,Патен илиал каз 4782/14 ВНИИПИ по 113035, ираж 724осударственного клам изобретений исква, -35, Рауас Подписноемитета СССРоткрытийая наб., д, 4/5