CC BY
15А.Д. Мухин
ПРИМЕНЕНИЕ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ПРОВОДОВ ДЛЯ ВЛ 110 КВ ПО "ВОЛГОГРАДСКИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЕТИ"
Рассматриваются вопросы замены традиционных сталеалюми-невых проводов воздушных линий на высокотемпературные. Проведены расчеты, позволяющие оценить возможности высокотемпературных проводов марки АСВТ, АСВП для уменьшения потерь электроэнергии в линиях 110 кВ
Ключевые слова: технологические потери электроэнергии, провода марки ЛССЯ и АСВТ, разновидности провода АСВТ, энергоэффективность сетей.
Энергетическая отрасль характеризуется высокой степенью износа основного оборудования. Так, существенная его часть выработала свой установленный ресурс, и должна быть заменена в ближайшие 20 лет. Такое состояние приводит к относительно низкой эффективности работы системы и снижающейся надежности обслуживания потребителей», - заметил глава Минэнерго России. По сравнению с другими странами, потери в электрических сетях в РФ выше в 1,5-2 раза, а удельные показатели расхода топлива более чем на 20 % превышают аналогичных показателей развитых стран.
Оптимизация потерь электроэнергии в электрических сетях требует, в первую очередь, модернизации электросетевого оборудования. Например использовании нетрадиционных типов проводов. Одним из прогрессивных решений, является применение проводов, позволяющих достигнуть повышения в 1,6-3 раза длительно допустимой по условиям их нагрева передаваемой по ВЛ мощности за счёт увеличенной рабочей температуры провода. Такие провода называют «высокотемпературными» (ВТП), хотя сами по себе эти температуры не слишком высоки — не более 250°С. Среди путей повышения пропускной способности электросетей использование проводов нового поколения - это результативный и не самый дорогой путь, позволяющий решать проблемы повышения энергоэффективности простой и быстрой заменой типовых проводов на инновационные, без использования дорогостоящего оборудования.
Оценка энергоэффективности при реконструкции проводов реконструкции рассмотрена авторами на примере предприятия «Волгоградские электрические сети».
В качестве примера можем рассмотреть сеть, которая находится в ведении ПО «Волгоградские электрические сети» (ВЭС).
Рассматривать будем несколько линий ВЭС.
1. ЛЭП-51 - одна из важнейших линий электропередач, имеющая кольцевое питание; соединяет между собой подстанции Гумрак и Котлубань. Дата ввода в эксплуатацию этой линии - 1980 год, реконструкция опор и изоляторов производилась в 1997, и в 2006 годах, соответственно. Протяженность линии составляет 28,1км. Вид проводника: АС-150. По имеющимся данным ВЭС при передаче энергии в течении месяца в размере 15065000 кВт.ч. присутствуют технологические потери в размере 460000 кВт.ч., потери токов утечки по изоляторам- 3767 кВт.ч.
2. ЛЭП-301 соединяет между собой подстанции Тингута и Чапурники-2. Состоит из 2 видов проводников АС-150 и АС-120; протяжённость линии составляет 33,94 км. При передаче электроэнергии в размере 5200000 кВт.ч. присутствуют потери в размере 24258 кВт.ч.; потери токов утечки по изоляторам - 5675 кВт.ч.
В общем присутствующие потери в линиях находятся на приемлемом уровне, однако если смотреть в сторону повышения энергоэффективности линий электропередач, стоит задуматься над реконструкцией ЛЭП.
Среди относительно новых разработок Российской Федерации можно выделить такой высокотемпературный провод, как АСВТ. Основной особенностью данного провода по сравнению со сталеалюми-невыми проводами марки АС, является более высокая пропускная способность и более высокая механическая прочность.
При замене проводов серии АС, на АСВТ можно получить:
© А.Д. Мухин, 2022.
Научный руководитель: Николаева Светлана Ивановна - кандидат технических наук, доцент, Волгоградский государственный аграрный университет, Россия.
1.Увеличение длины пролета до 40%.
2.Увеличение пропускной способности до 90-100%.
3. Снижение ветровой нагрузки.
4.Низкое аэродинамическое сопротивление.
5.Пониженную интенсивность гололёдообразования.
Оценим, как повлияет на режим передачи ЛЭП-51 и ЛЭП-301 ВЭС замена существующих проводов на провода серии АСВТ.
Рассмотрим замену провода АС-150/24 ЛЭП-51 на провод АСВТ-159/44; и замену провода АС-150/24 и АС-120/19 ЛЭП-301 на провод АСВТ-159/44 и АСВТ 128/37, соответственно. Приведем сравнение характеристик данных проводов (Табл. 1).
Характеристики провода марки АС и марки АСВТ
Таблица 1
Проводник R при 20С, ом/км Разрывная нагрузка, кН Вес 1км, кг Длина габаритного пролета, м Ток, А (750 С)
АСВТ 128/37 0,225 79,221 651,9 294 431
АС 120/19 0,244 41,521 471 212 399
АСВТ 159/44 0,18 93,198 792,7 314 492
АС 150/24 0,203 52,279 599 227 473
Из таблицы видно, что провод АСВТ позволяет увеличить габаритный пролет и пропускную способность линии. Кроме того, он обладает лучшими механическими показателями.
Проведем расчет потерь электроэнергии по ЛЭП-51 и ЛЭП-301 при наличии провода марки АС и провода марки АСВТ.
Расчет будем проводить по формуле:
Rn • щ2
U2 •Т •cos2y103'
1W = 3кф • кк • I2 • = кф • кк-
где кф - коэффициент формы графика нагрузки, 1,3;
кк - коэффициент, учитывающий различие графиков активной и реактивной мощности, 0,99; I - ток в линии, А;
ЯЛ - активное сопротивление линии, Ом; Т - число часов работы (в месяц), 720 ч; cos ф - коэффициент мощности, 0,8; Wa - расход электрической энергии, кВт-ч.
Значения коэффициентов кф, kk , коэффициента мощности cos ф и расход электроэнергии приняты по данным, предоставленным ВЭС за август месяц 2021 года. Результаты расчетов показаны в таблице 2.
Таблица 2
Потери в линиях в проводах серии АС и АСВТ
Линия Потери электроэнергии, кВт-ч
Провод АС Провод АСВТ
ЛЭП-51 388512 344493
ЛЭП-301 76945 68364
В результате расчетов можно сделать вывод, что при замене провода линий ЛЭП-51 и ЛЭП-301 на высокотемпературный провод серии АСВТ можно сократить потери электроэнергии, а также, учитывая, что при большей массе проводов АСВТ длина пролетов увеличивается, а значит уменьшается количество необходимых опор, что позволяет уменьшить количество средств на реконструкцию и обслуживании линий.
Подводя итоги можно сказать, что замена нынешних проводов АС, на АСВТ можно считать обоснованными, поскольку при замене на новые провода мы получаем: уменьшение технологических потерь в линии, повышение надежности линии за счет положительных качеств провода АСВТ (снижение ветровой нагрузки, низкое аэродинамическое сопротивление, пониженная интенсивность гололёдообразования), уменьшение затрат на обслуживание линии, более долгий срок эксплуатации.
Библиографический список 1. Программа технического перевооружения и реконструкции филиала ПАО «РусГидро» - «Волжская ГЭС»
на 2016-2021 гг. - Текст: электронный // ПАО «РусГидро» - «Волжская ГЭС» - URL: http://www.volges.rushydro.ru/branch/cmp/ (дата обращения: 08.01.2021).
2. СТО 56947007-29.240.124-2012 Сборник "Укрупнённые стоимостные показатели линий электропередачи и подстанций напряжением 35-1150 кВ" 324 тм - т1 для электросетевых объектов ОАО "ФСК ЕЭС". URL: http://docs.cntd.ru/document/1200095834 (дата обращения: 11.01.2021).
3. Узденов Х. А., Альжанов Р. Ш., Коршунов Е. А. Применение фазоповоротных устройств для увеличения пропускной способности электрической сети и оптимизации перетоков активной мощности //Материалы VIII Международной научно-технической конференции, 02 - 06 октября 2017, Самара. Т 2. Самара. 2017. С. 48-56.
МУХИН АРТЕМ ДМИТРИЕВИЧ - магистрант, Волгоградский государственный аграрный университет, Россия.
