2.2. Повітряні леп з розщепленням фазами

Якщо кожна фаза виконана двома і більше проводами, то така конструкція фази вважається розщепленою. У лініях традиційного виконання з номінальною напругою 330 кВ фази розщеплені на два дроти, в лініях 500 кВ - на три дроти, в лініях 750 кВ - на чотири-п'ять проводів. В окремих енергосистемах експлуатується ПЛ 220 кВ із розщепленням фази на два проводи. Існують експериментальні ПЛ покращеної пропускної спроможності з 6-8 і більше проводами у фазі.

Основним призначенням розщеплення фаз є збільшення пропускної спроможності і зниження (обмеження) коронування ПЛ до економічно прийнятного рівня.

Збільшення пропускної здатності досягається при незмінній номінальній напрузі і перерізі шляхом зниження індуктивного опору ЛЕП. Так, при виконанні фази n однаковими проводами погонний активний опір фази зменшується в n разів, тобто

2.2. Воздушные лэп с расщепленными фазами

Если каждая фаза выполнена двумя и более проводами, то такая конструк­ция фазы считается расщепленной. В линиях традиционного исполнения с номи­нальным напряжением 330 кВ фазы расщеплены на два провода, в линиях 500 кВ — на три провода, в линиях 750 кВ — на четыре-пять проводов. В отдельных энергосистемах эксплуатируется ВЛ 220 кВ с расщеплением фазы на два провода. Существуют экспериментальные ВЛ по­вышенной пропускной способности с 6—8 и более проводами в фазе.

Основным назначением расщепления фаз является увеличение пропускной способности и снижение (ограничение) коронирования ВЛ до экономически при­емлемого уровня.

Увеличение пропускной способности достигается при неизмен­ном номинальном напряжении и сечении путем снижения индуктивного сопро­тивления ЛЭП. Так, при выполнении фазы n одинаковыми проводами погонное активное сопротивление фазы уменьшается в n раз, т. е.

(2.22)

Однак для ВЛ зазначених номінальних напруг характерні співвідношення між параметрами Ro«Xo. Тому збільшення пропускної здатності досягається в основному зниженням індуктивного опору.

При n проводах у фазі збільшується еквівалентний радіус розщеплення конструкції фази (рис. 2.4):

Однако для ВЛ указанных номинальных напряжений характерны соотно­шения между параметрами R_o«X_o. Поэтому увеличение пропускной способно­сти достигается в основном снижением индуктивного сопротивления.

При n про­водах в фазе увеличивается эквивалентный радиус расщепления конструкции фа­зы (рис. 2.4):

(2.23)

де а - відстань між проводами у фазі, рівна 40-60 см.

Аналіз залежності (2.23) показує, що еквівалентний радіус фази змінюється в діапазоні від 9,3 см (при n = 2) до 65 см (при n = 10) і мало залежить від перетину дроту. Основним чинником, що визначає є кількість проводів в фазі. Так як еквівалентний радіус розщепленої фази набагато більше дійсного радіуса дроту нерозщепленої фази ( » r_пр), то індуктивний опір такій ПЛ, що визначається за формулою виду (2,5), Ом / км, зменшується:

где а — расстояние между проводами в фазе, равное 40—60 см.

Анализ зависимости (2.23) показывает, что эквивалентный радиус фазы из­меняется в диапазоне от 9,3 см (при n = 2) до 65 см (при n = 10) и мало зависит от сечения провода. Основным фактором, определяющим изменение , является количество проводов в фазе. Так как эквивалентный радиус расщепленной фазы намного больше действительного радиуса провода нерасщепленной фа­зы ( » r_пр), то индуктивное сопротивление такой ВЛ, определяемое по формуле вида (2,5), Ом/км, уменьшается:

(2.24)

Рис. 2.4. К определению радиуса конструкции расщепленной фазы

Снижение Х_о достигаемое, в основном, за счет уменьшения внешнего со­противления Х'_о, относительно невелико. Например, при расщеплении фазы воз­душной линии 500 кВ на три провода — до 0,29—0,30 Ом/км, т. е. примерно на треть.

Зниження Хо досягаюче, в основному, за рахунок зменшення зовнішнього опору Х'о, відносно невелика. Наприклад, при розщепленні фази повытряноъ лінії 500 кВ на три дроти - до 0,29-0,30 Ом / км, тобто приблизно на третину.

  Відповідно із зменшенням опору

Z = (R_o + jX₀)·L = Ze^jΨ

уве­личивается пропускная способность (идеальный предел) линии:

_{збільшується пропускна спроможність (ідеальна межа) лінії:}

(2.25)

Естественно, что с увеличением эквивалентного радиуса фазы снижа­ется напряженность электрического поля вокруг фазы и, следовательно, потери мощности на коронирование. Тем не менее, суммарные значения этих потерь для ВЛ высокого и сверхвысокого напряжения (220 кВ и более) составляют заметные величины, учет которых необходим при анализе режимов линий указанных клас­сов напряжений (рис. 2.5).

Расщепление фазы на несколько проводов увеличивает емкость ВЛ и соот­ветственно емкостную проводимость:

Природно, що зі збільшенням еквівалентного радіуса фази знижують ється напруженість електричного поля навколо фази і, отже, втрати потужності на коронування. Тим не менш, сумарні значення цих втрат для ПЛ високої і надвисокої напруги (220 кВ і більше) складають помітні величини, облік яких необхідний при аналізі режимів ліній зазначених клас сов напруг (рис. 2.5).

Розщеплення фази на кілька проводів збільшує ємність ПЛ та відповідно Эмнісну провідність:

(2.26)

Например, при расщеплении фазы ВЛ 220 кВ на два провода, проводимость возрастает с 2,7·10^-6 до 3,5·10^-6 См/км. Тогда зарядная мощность ВЛ 220 кВ сред­ней протяженности, например 200 км, составляет 33,88 Мвар,

что соизмеримо с передаваемыми мощностями по ВЛ данного класса напряжения, в частности, с натуральной мощностью линии

Наприклад, при розщепленні фази ПЛ 220 кВ на два дроти, провідність зростає з 2,7 • 10-6 до 3,5 • 10-6 См / км. Тоді зарядна потужність ПЛ 220 кВ середній протяжності, наприклад 200 км, становить 33,88 Мвар,що порівнянно з переданими потужностями по ПЛ даного класу напруги, зокрема, з натуральної потужністю лінії

(2.27)

Характерні дані і співвідношення для параметрів ЛЕП різного класу напруги наведено в табл. 2.2.

Характерные данные и соотношения для параметров ЛЭП различного класса напряжения приведены в табл. 2.2.

Таблица 2.2

Конструктивні і схемно-режимні параметри повітряних ліній

Конструктивные и схемно-режимные параметры воздушных линий

Uh,kB	0,22 — 0,38		6—10		35		110	150	220	330	500
D,m	0,4 — 0,5		0,7 — 0,9		2,5 — 3,0		4,0 — 4,5	5,5 — 6,0	7,0 — 7,5	8,5 — 9,0	10,0 — 12,0
*nиз,шт	1		1		3 — 4		6 — 7	9—10	12—14	19 — 22	31 — 34
Довжина прольота, м	35 — 45		60 — 80		150 — 200		170 — 250	200 — 250	250 — 300	300 — 400	350 — 450
Х0, Ом/км	0,29 — 0,35		0,33 — 0,37		0,40 — 0,41		0,41—0,43	0,42 — 0,44	0,42 — 0,44	0,32	0,29
bо·10-6 См /км	2,6 — 2,8									3,4 — 3,5	3,6 — 3,9
Qc·10-2 Мвар/ км	—	—		—		3 — 4		6 — 7	12—13	40 — 42	90 — 95
**ΔРо кВт/км	—	—		—		—		—	1 —2	4 — 5	8—10

^*n_из-Кількість ізоляторів; ^** ΔР₀ – втрти на коронуванні при хорошій погоді