МНОГОПРОВОДНАЯ ВОЗДУШНАЯ ЛИНИЯ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ ПОСТОЯННОГО ТОКА ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Многопроводная воздушная линия электронередачи постоянного тока
высокого напряжения
Полезная модель относится к многопроводным воздушным линиям электропередачи постоянного тока высокого напряжения, применяемым в главных схемах сетей постоянного тока на подходах к преобразовательным подстанциям.
Известны многопроводные воздушные линии (ВЛ) постоянного тока, содержащие полюса ВЛ, дополнительные провода для возврата тока небаланса и грозозащитные тросы
Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа для предлагаемой модели, является полезная модель № 15821 по рубрике МПК HO2J 1/00  Многопроводная воздущная линия постоянного тока высокого напряжения (авторы В.И. Галанов, Д.Е. Кадомский, Н.Н. Тиходеев, B.C. Чудный), в которой рассматривается многопроводная ВЛ, содержащая один или два дополнительных токоведущих провода, подвешенных ниже основных рабочих проводов и служащих для металлического возврата тока небаланса. В существующем прототипе применяются один или два грозозащитных троса, подвешенные на тросостойках выше токоведуших проводов и смещенные относительно их оси на произвольный угол.
В существующем прототипе нет сведений о повышении эффективности грозозашиты участков ВЛ при подходе к преобразовательной подстанции с целью защиты оборудования от грозовых перенапряжений, возникающих при прорыве молнии на полюса ВЛ вблизи подстанции.
Сущность полезной модели
Целью построения полезной модели участка многопроводной ВЛ электропередачи постоянного тока является защита линейных реакторов преобразовательных подстанций и самих подстанций от набегающрк со стороны ВЛ постоянного тока грозовых волн за счет радикального уменьшения вероятности прорыва молнии на полюса участка линии длиной около 20 км при подходе к подстанции и увеличения, тем самым, его грозоупорности. При
МПК H02J1/00, 1/08, H02g7/00, 7/20 Объект - полезная модель
ударе молнии вне защищаемого участка амплитуда набегающей на подстанцию волны имеет сглаженный фронт и уменьшенную амплитуду, что позволяет защитить оборудование подстанции от перенапряжений.
Указанная цель достигается тем, что систему грозозащиты многопроводной воздушной линии электропередачи постоянного тока образуют три грозозащитных троса, причем один грозозащитный трос подвешен над центральной частью опоры, а два других удалены от центральной оси опоры дальше, чем токоведущие провода.
Для реализации в виде полезной модели многопроводной ВЛ постоянного тока высокого напряжения необходимо определить:
1)конструктивное расположение полюсов разной полярности на опоре;
2)конструктивное расположение грозозащитных тросов на опоре;
3)конструктивное выполнение подвески грозозащитных тросов на опоре;
4)взаимное расположение полюсов и грозозащитных тросов с учетом электрической прочности воздушных изоляционных промежутков.
Поставленная задача создания полезной модели многопроводной воздушной линии электропередачи постоянного тока высокого напряжения решается по всем пунктам (1-4) на основе расчетных исследований.
Перечень фигур (чертежей)
Дальнейшее изложение поясняется с помощью рис.1 и рис.2, на которых представлена система подвески проводов и тросов на многопроводной воздушной линии электропередачи постоянного тока и рис.3, на котором приведен график деформации и затухания грозовых перенапряжений в воздушных линиях.
На рис. 1 схематически показана подвеска проводов и трех грозозащитных тросов на опоре биполярной ВЛ постоянного тока в соответствии с формулой полезной модели.
На рис.2 показан пример реализации подвески проводов и трех грозозащитных тросов на опоре двухцепной (квадруполярной) ВЛ постоянного тока в соответствии с формулой полезной модели.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели
В соответствии с предлагаемой полезной моделью многопроводная биполярная воздушная линия электропередачи постоянного тока (рис.1) содержит два токопроводящих провода (полюса) разной полярности (1 и 2) и три грозозащитных троса (3, 4 и 5).
яруса, и три грозозащитных троса (3, 4 и 5). При этом на полюса одного яруса может быть подан как одноименный потенциал, так и разноименный.
Размещение одноименных отрицательных полюсов в нижнем ярусе создает вблизи линии благоприятную экологическую обстановку за счет преобладания у земли отрицательно заряженных ионов, стекающих с коронирующих полюсов и оказывающих в определенной концентрации позитивное воздействие на человека. При такой схеме подачи потенциала на полюса удельное число грозовых отключений положительного полюса квадруполярной линии (в расчете на 100 км линии и 1 год ее эксплуатации) не должно превышать 10 этот показатель достигается специальным взаимным расположением грозозащитных тросов и полюсов (оптимизируются угол защиты а и превышение тросов над полюсами на опоре Д/), резко снижающим финальную ориентацию молнии на верхний положительный полюс линии.
Размещение одноименных отрицательных полюсов в верхнем ярусе обеспечит высокую грозоупорность квадруполярной линии, так как вероятность ориентации молнии на отрицательные полюса квадруполярной линии близка к нулю.
Размещение в каждом ярусе полюсов разной полярности позволит уменьшить напряженность электрического поля вблизи земли по сравнению с вариантами подачи на полюса каждого яруса одноименного потенциала.
Все провода подвешены на опорах, имеющих осевую симметрию, посредством изоляторов с зажимами для крепления проводов на необходимых изоляционных расстояниях.
Отличие рассматриваемой многопроводной ВЛ от указанного прототипа состоит в том, что:
-систему грозозащиты образуют три грозозащитных троса;
-один грозозащитный трос подвешен по оси опоры;
-два других грозозащитных троса удалены от оси опоры дальше, чем токоведущие провода;
-дополнительные провода для возврата тока небаланса отсутствуют. Перечисленные отличия и особенности полезной модели многопроводной линии
создают ряд новых преимуществ:
-повышение эффективности защиты полюсов линии от прорывов молнии;
-при ударе молнии в полюса линии вне защищаемого участка (далее 20 км от подстанции) набегающий на подстанцию грозовой импульс имеет сглаженный до 10 мкс фронт и уменьшенную на 20-40 % амплитуду (рис.3), что позволяет надежно зашитить линейный реактор и подстанцию от перенапряжений.
Реализация полезной модели сопровождается незначительным увеличением массы стали на опоре, так как тросостойка центрального грозозащитного троса имеет небольшую массу и этот трос не создает изгибающих моментов относительно оси опоры, а длина подхода составляет не более 5 % от общей длины ВЛ
Предлагаемую конструкцию многопроводной линии рекомендуется использовать не по всей длине ВЛ, а только на коротком ее участке (около 20 км) вблизи преобразовательной подстанции (линейного реактора) для их непосредственной защиты от набегающих грозовых волн, поэтому суммарная стоимость ВЛ при реализации предлагаемой конструкции практически не увеличивается.
Многопроводная воздушная линия, выполненная в соответствии с формулой настоящей полезной модели, обеспечит радикальную защиту полюсов линии от прорывов молнии и эффективное сглаживание крутого фронта грозовой волны, позволяющее надежно защитить реактор и преобразовательную подстанцию от набегающих со стороны линии грозовых волн.
Авторы
Литература
1. Полезная модель № 15821 МПК H02J, 1/00; H02g7/00, 7/20 Многопроводная воздушная
линия постоянного тока высокого напряжения (авторы: В.И. Галанов, Д.Е. Кадомский,
Н.Н. Тиходеев, B.C. Чудный). А. А. Бойко Н.Б. Кутузова А.Н. Новикова Н.Н. Тиходеев