Алюминиевые проводники ACSR
Проводники представляют собой наиболее важный компонент воздушной линии электропередач, поскольку они должны обеспечивать экономичную и надежную передачу и вносить значительный вклад в общие линейные затраты.
Выбор проводников и проводников HV (на фото: обычные ACSR и современные проводники ACCC, через Википедию)
В течение многих лет алюминий и его сплавы являлись преобладающими проводящими материалами для линий электропередачи по выгодной цене, малой массе и необходимости определенных минимальных поперечных сечений.
Однако алюминий является очень коррозионным металлом. Но образуется плотный слой оксида, который останавливает дальнейшие коррозионные атаки. Поэтому на определенном уровне алюминиевые проводники хорошо подходят для зон, в которых возникает проблема коррозии, например, морской климат.
Для алюминиевых проводников используется несколько различных конструкций. Все алюминиевые проводники (AAC) имеют наибольшую проводимость для данного поперечного сечения; однако они обладают лишь малой механической прочностью, что ограничивает их применение короткими пролетами и низкими растягивающими силами.
Для повышения механической прочности принимаются провода из алюминиево-магниево-кремниевых сплавов. Их сила примерно в два раза выше, чем у чистого алюминия.
ACSR - Алюминиевый проводник, усиленный сталью (фото: myanmartc.com)
Но однопроводные проводники, такие как проводники из алюминия и алюминиевого сплава, показали восприимчивость к эоловым вибрациям. Соединительные проводники со стальным сердечником, так называемый алюминиевый проводник, усиленный сталью (ACSR), избегают этого недостатка.
Соотношение между алюминием и сталью колеблется от 4, 3: 1 до 11: 1. Соотношение алюминий-сталь 6, 0 или 7, 7 обеспечивает экономичное решение. Проводники с коэффициентом 4.3 должны использоваться для линий, установленных в регионах с сильными ветровыми и ледовыми нагрузками. Проводники с отношением выше 7, 7 обеспечивают большую проводимость. Но из-за более низкой прочности проводника провисания больше, что требует более высоких башен.
Опыт показал, что проводники ACSR, как и проводники из алюминия и алюминиевого сплава, обеспечивают наиболее экономичное решение и обеспечивают срок службы более 40 лет. Проводники выбираются в соответствии с электрическими, тепловыми, механическими и экономическими аспектами.
Электрическое сопротивление в результате проводящего материала и его поперечное сечение является наиболее важной функцией, влияющей на падение напряжения и потери энергии вдоль линии и, следовательно, затраты на передачу. Сечение должно выбираться таким образом, чтобы допустимые температуры не превышались во время нормальной работы, а также в условиях короткого замыкания.
При увеличении поперечного сечения стоимость линии увеличивается, а затраты на потери уменьшаются.
Алюминиевый проводник Стальная арматура (ACSR) поперечное сечение
В зависимости от длины линии и мощности, подлежащей передаче, можно определить поперечное сечение, что приводит к самым низким затратам на передачу. Тепловой баланс омических потерь и солнечного излучения от конвекции и излучения определяет температуру проводника. Плотность тока от 0, 5 до 1, 0 А / мм 2, основанная на поперечном сечении алюминия, в большинстве случаев оказалась экономичным решением.
Высокое напряжение приводит к соответствующим высоковольтным градиентам на поверхности проводника и к связанным с короной эффектам, таким как видимые разряды, радиопомехи, слышимый шум и потери энергии.
При выборе проводников градиент напряжения переменного тока должен быть ограничен значениями от 15 до 17 кВ / см. Поскольку звук слышимого шума линий постоянного тока в основном возникает на положительном полюсе, и этот звук отличается от звука линий переменного тока, субъективное ощущение также отличается.
Поэтому максимальный градиент поверхностного напряжения линий постоянного тока выше, чем градиент для линий переменного тока. Рекомендуется максимальное значение 25 кВ / см. Линейное напряжение и диаметр проводника являются одним из основных факторов, влияющих на градиент поверхностного напряжения. Чтобы сохранить этот градиент ниже предельного значения, проводник можно разделить на субпроводники.
Это приводит к эквивалентному диаметру проводника, который больше диаметра одного проводника с тем же поперечным сечением. Этот аспект важен для линий с напряжением 245 кВ и выше.
Алюминиевый проводник с усиленной армией (ASCR) (фото кредит: jcmiras.net)
Поэтому так называемые проводники пучков в основном принимаются для линий сверхвысокого напряжения (EHV). В таблице 1 ниже показаны типичные конфигурации проводников для линий переменного тока.
Электрические характеристики воздушных линий электропередачи переменного тока
(данные относятся к одной цепи двухконтурной линии)
Электрические характеристики воздушных линий электропередачи переменного тока (данные относятся к одной цепи двухконтурной линии)
С механической точки зрения проводники должны быть рассчитаны на повседневные условия и максимальные нагрузки, воздействующие на проводник ветром и льдом. В качестве приблизительной цифры может быть принято ежедневное напряжение приблизительно 20% от номинального напряжения растяжения проводника, что приводит к ограниченному риску повреждения проводника.
Максимальное рабочее напряжение растяжения должно быть ограничено примерно 40% от номинального напряжения растяжения.
Провода заземления (Прокладки или заземляющие провода)
Оптический заземляющий провод HexaCore (OPGW)
Провода заземления, также называемые экранированными или заземляющими, могут защищать линию от прямых ударов молнии и улучшать поведение системы в случае короткого замыкания; поэтому линии с однофазным напряжением 110 кВ и выше обычно снабжены заземляющими проводами. Провод заземления, выполненный из проводников ACSR с достаточно большим поперечным сечением алюминия, удовлетворяет обоим требованиям.
С начала 1990-х годов все больше и больше проводов заземления для высоковольтных воздушных линий электропередач были выполнены как оптические заземляющие провода (OPGW). Этот тип заземляющего провода объединяет функции, описанные для типичного провода заземления, с дополнительным средством для большой пропускной способности передачи данных через оптические волокна, которые интегрированы в OPGW.
Такая передача данных имеет важное значение для связи между двумя преобразовательными станциями внутри межсоединения HVDC или для дистанционного управления электростанциями. OPGW в таком случае становится основной коммуникационной связью внутри межсоединения. OPGW в основном сконструированы в одном или нескольких слоях алюминиевого сплава и / или алюминиевых стальных проволок.
Однослойные конструкции используются в районах с низким уровнем керанинов (небольшое количество возможных ударов молнии в год) и небольших уровней короткого замыкания.
Ссылка: Руководство по энергетике // Решения по передаче энергии и распределению - SIEMENS