Главная  Публикации  Линии электропередач (ЛЭП)
Линии электропередач (ЛЭП)
30.07.2013
Одна из серьезных причин аварий в электроэнергетических системах повышенной мощности состоит в  образовании плотного ледяного осадка (гололеда) толщиной до 50-70 мм при намерзании  переохлажденных  капель дождя, мороси или тумана при температуре от 0 до – 50 С на проводах высоковольтных линий электропередачи по причине соприкосновении двух масс воздуха – холодного и теплого.

В результате налипшего льда значительно – до 10 и боле раз -  увеличивается масса проводов , что приводит, особенно при сильном ветре, к опасным явлениям: обрыву токопроводящих проводов и грозозащитных тросов,  недопустимо близкое сближение проводов и их  сильное раскачивание, ухудшение защитных свойств изоляторов и разрушение опор
Защита высоковольтных линий электропередачи от гололеда с помощью высокочастотных электромагнитных волн.
Особенно интенсивное образование гололеда произошло, например, в Канаде в январе 1998г., когда в течение более 80 часов на территории площадью в несколько тысяч квадратных километров шёл непрерывный «ледяной» дождь. Из-за большого веса льда, наросшего на проводах, были оборваны многие линии высокого напряжения и разрушено около 1000 опор линий электропередачи. В результате более 4-х миллионов жителей Канады на много дней остались без электричества, а общий экономический ущерб превысил 5 миллиардов долларов. Можно привести и другие примеры масштабного нарушения энергоснабжения по причине гололеда больших территорий в разных странах Северной Европы, России и Китая. Таким образом, борьба с обледенением проводов линий электропередачи является поистине глобальной проблемой, актуальной для многих стран в мире, имеющих регионы с высокой влажностью и низкими температурами. Традиционный способ борьбы с гололедом, осуществляемый посредством так называемой плавки при коротком замыкании линий электропередачи и отключением от нее всех потребителей, порой малоэффективен, неудобен, дорог и опасен. Поэтому имеется настоятельная необходимость в разработке новой, современной технологии не борьбы с гололедом после нароста льда на проводах, а предотвращения его образования при приближении гололедной обстановки. Решать эту проблему можно путем нагрева проводов до температуры +(100 - 200 ) С до наступления гололеда. Такой нагрев можно осуществлять с помощью бегущей высокочастотной электромагнитной волны, распространяющейся по линии электропередачи одновременно с основным напряжением промышленной частоты. Никакого короткого замыкания в сети, как при плавке, производить при этом не надо, и никаких потребителей отключать от сети не требуется. Потребитель при таком методе борьбы с гололедом ничего почувствовать не должен, ибо обе волны – промышленной частоты 50 Гц и электромагнитной частотой около 100 МГгц – могут одновременно распространяться по линиям электропередачи, образно говоря, не мешая друг другу. Одна волна ( частотой 50гц) передает электрическую энергию по проводам, а другая ( частотой около 100 мГц) – греет эти провода (рис.2). Принцип нагрева линии Падающая составляющая бегущей электромагнитная волны, распространяющейся вдоль двухпроводной линии бесконечной длины, имеет вид : (1) где U0 – амплитуда напряжения на входе линии, к которой подключен генератор частотой f; x– координата, отсчитываемая от места подключения генератора к линии ; a=Rf /r (1/м) – постоянная затухания; Rf – погонное сопротивление одного из двух одинаковых проводов, b=2p/l - фазовая постоянная; r- волновое сопротивление линии, l- длина волны, соответствующая частоте f . С учетом (1) мощность падающей волны меняется по закону (2) где РГ = (U0)2/2ρ – мощность волны в начале линии, равная при оптимальном согласовании линии с высокочастотным генератором его выходной мощности. Уравнение баланса мощностей в системе: высокочастотный генератор- линия электропередачи, имеет вид: (3) где РП (x) - мощность потерь электромагнитной энергии, определяемая активным сопротивлением линии и переходящая в тепло, РИЗЛ(x) - мощность излучения линии, РН(x) - мощность, передаваемая в нагрузку или отражаемая от конца линии. С повышением частоты электромагнитной волны, распространяющейся вдоль линии, в силу явления скин-эффекта происходит вытеснение тока к поверхности проводника (рис.3), что приводит к увеличению его удельного сопротивления, значение которого при частоте более 1 МГц для алюминиевого провода составит: (4) где r – радиус провода (мм), R0– удельное сопротивление того же провода постоянному току, F – частота в МГц . Согласно ((8) при радиусе провода r=10 мм его погонное сопротивление по отношению к сопротивлению при постоянном токе возрастает в 190 раз при частоте 10 МГц и в 600 раз при частоте 100 МГц. Согласно (1) мощность бегущей волны, преобразуемая в тепло из-за активных потерь линии длиной x с учетом скин-эффекта составит: (9) где a=Rf /r - постоянная затухания. Увеличенное значение коэффициента a при высокой частоте позволяет более эффективно преобразовывать энергию электромагнитной волны в тепло. Расположив вдоль линии с шагом в 5-10м специальные излучатели графито-керамического типа с большим активным сопротивлением величиной в 1 – 2 кОм, можно существенно увеличить отбор мощности падающей волны на излучение, преобразуемое затем в тепло, нагревающее линию (рис.3) В результате при достаточно длинной линии можно полностью преобразовать энергию высокочастотной электромагнитной волны в тепло. Экспериментальная проверка метода. Общая схема эксперимента соответствует рис.2. В качестве источника энергии использовался изготовленный высокочастотный генератор мощностью 500 Вт частотой 81,36 МГц, разрешенной к применению для промышленных и научных целей согласно «Регламенту радиосвязи». В процессе эксперимента осуществлялся нагрев двухпроводной линии с многожильными алюминиевыми проводами типа АС-16 радиусом r=2,5мм и длиной 200м . Испытания проводились в г.Подольске Московской обл. на территории Подольского химико-металлургического завода. Измерение температуры проводилось с помощью группы спиртовых термометров, прикрепленных к проводам, и инфракрасного пирометра . При включенном ВЧ-генераторе температура нагрева керамических преобразователей, в качестве которых использовались сопротивления МЛТ, равнялась от +500 С до +800 С при окружающей температуре +200 С , а поверхность проводов нагревается в среднем на DT1= 15…200 С относительно температуры окружающего воздуха при удельной мощности затрат вч-электроэнергии около 2 -3 Вт/м. Таким образом, проведенные экспериментальные исследования подтвердили принцип нагрева многожильного провода с помощью высокочастотной электромагнитной волны с использованием двух физических явлений: скин-эффекта и дискретного преобразования излучаемой энергии в тепло. Выводы 1.Разработан метод нагрева многожильных проводов электрических сетей с помощью высокочастотной электромагнитной волны, что должно предотвратить образование на них наледи. В основе нагрева лежат два физических явления: скин-эффект и способ прямого, дискретного преобразования излучаемой электромагнитной энергии в тепло. 2. Предлагаемый способ предотвращает образование наледи на проводах за счет их нагрева при приближении гололедного образования, позволяет не отключать потребителей от сети во время нагрева и экономит количество расходуемой энергии. 3. Экспериментально подтвержден способ нагрева проводов с помощью распространяющейся по ним ВЧ электромагнитной волны. 4. Для практического внедрения нового метода борьбы с гололедом на воздушных линиях электропередачи необходимо изготовить промышленную установку – генератор частотой в диапазоне 100 МГц и мощностью 8-10кВт, и провести натурные испытания.
Линии электропередач (ЛЭП) предназначены для передачи или распределения электрической энергии, а также для передачи информации с использованием высокочастотных сигналов. Линии электропередач - основное звено энергосистемы и вместе с электрическими подстанциями образует электрические сети.

Различают кабельные линии электропередач и воздушные линии электропередач.

Наша компания производит весь спектр работ по строительству линий электропередач, как кабельных, так и воздушных: проектирование, монтаж и демонтаж, новое строительство и реконструкцию.

Строительство и проектирование ЛЭП регламентируются и определяются Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) и строительными нормами и правилами (СНиП).
Линии электропередач (ЛЭП)
Проектирование линий электропередач

Наша компания имеет все необходимые допуски для проектирования кабельных и воздушных линий электропередач до 110 кВ включительно и их сооружений.

Проектирование линий электропередач предусматривает проведение технических и экономических расчетов, разработку схем и графиков, составление калькуляций и смет, описаний и пояснительных записок. Результатом проектирования ЛЭП является комплект указанных материалов и документации в соответствии с правилами и нормами, регламентирующими их проектирование и строительство.

Качественно и профессионально выполненное проектирование – это гарантия качества работы и длительности эксплуатации линии электропередач.

Строительство линий электропередач

Наша компания имеет все необходимые допуски для проведения строительства кабельных и воздушных линий.

Согласно свидетельству о допуске к определенным видам работ наша компания осуществляет строительство линий электропередач (ЛЭП) и линий связи:
строительство линий электропередач напряжением до 1 кВ включительно
строительство линий электропередач напряжением до 35 кВ включительно
монтаж и демонтаж опор при строительстве и реконструкции воздушных линий электропередач напряжением до 35 кВ монтаж и демонтаж проводов и грозозащитных тросов при строительстве и реконструкции воздушных линий электропередач напряжением до 35 кВ монтаж и демонтаж проводов и грозозащитных тросов при строительстве и реконструкции воздушных линий электропередач напряжением свыше 35 кВ монтаж и демонтаж трансформаторных подстанций и линейного электрооборудования напряжением до 35 кВ монтаж и демонтаж трансформаторных подстанций и линейного электрооборудования напряжением свыше 35 кВ установку распределительных устройств, коммуникационной аппаратуры, устройств защиты устройство наружных линий связи, в том числе телефонных, радио и телевидения.

При проведении строительства и реконструкции линий электропередач, электромонтажных и пусконаладочных работ обязательно выполняются требования СНиП 12-04-2002 и СНиП 12-03-2001.

Наша компания предоставляет весь комплекс строительных работ по устройству линий электропередач (ЛЭП) от обследования объекта, составления технического задания ТЗ (совместно с заказчиком), разработки проекта линии электропередач, до монтажных работ по строительству и сдачи в эксплуатацию.
Кабельные линии электропередач

Кабельные линии электропередач представляют собой линии, которые предназначены для передачи электроэнергии или отдельных её импульсов. Как правило, строительство кабельных линий электропередач используют в тех местах, где строительство воздушных линий электропередач невозможно или затруднено в силу объективных причин.

Основные преимущества строительства кабельных линий электропередач перед воздушными:
надежная защита от атмосферных воздействий по причине закрытого типа прокладки
высокая степень надежности в процессе эксплуатации

Перечисленные преимущества позволяют широко применять кабельные линии электропередач в сетях как внешнего, так и внутреннего энергоснабжения.

Прокладка кабельных линий электропередач бывает воздушной, подводной и по сооружениям.
Воздушные линии электропередач

Воздушные линии электропередач предусматриваю прокладку проводов и закрепление их над землей или над водой, используя специальные опоры.

По предназначению воздушные линии электропередач можно разделить:
сверхдальние, используемые для связи отдельных энергосистем
магистральные, используемые для осуществления беспрепятственной передачи электроэнергии с мощных электростанций, для связи энергетических систем и объединения внутри определенных энергосистем электростанций
распределительные, используемые для организации электроснабжения предприятий и различных населённых пунктов, которые находятся в крупных районах

Проектирование и прокладка воздушных линий электропередач должны осуществляться в соответствии с правилами, нормами и требованиями, регулирующими строительство воздушных линий электропередач. Все работы, связанные со строительством и реконструкцией кабельных и воздушных линий электропередач, должны производиться только квалифицированными специалистами, имеющими все необходимы допуски и разрешения к выполнению данных строительных работ.