Электроснабжение

4.2 О явлении резонанса напряжения и схемах замещения линии электропередачи

421

 

Общеизвестно о явлении резонанса напряжения и тока в электротехнике. В последовательной электрической схеме с индуктивностью и емкостью, при какой-то резонансной частоте наступает резонанс напряжения, в параллельной — резонанс тока. В последовательной схеме этому явлению соответствует условие равенства индуктивного и емкостного сопротивлений. Электрическая цепь становится чисто активным.

При увеличении частоты индуктивное сопротивление растет, а емкостное – уменьшается. При резонансной частоте их значения равны и взаимно компенсируют друг друга, и наступает режим резонанса напряжения. Аналогичное явление происходит и при изменении тока в линии электропередачи. При какой-то нагрузке (токе) на ней наступает режим резонанса напряжения. Он имеет место при равенстве генерируемой емкостной и потребляемой индуктивной мощностей. Мощность, соответствующая этому условию называют «натуральной».

Расчеты показывают, что при резонансной частоте также имеет место равенство емкостной и индуктивной мощностей в последовательной схеме.

Физика явления резонанса напряжения в последовательной схеме с индуктивностью и емкостью и в линии имеет одинаковое объяснение – это равенство индуктивной и емкостной мощностей.

Используются различные схемы замещения линий. В учебниках приводятся следующие схемы замещения. Кабельная линия Uн<10 кВ представлена только активным сопротивлением, воздушная линия Uн<35 кВ — активным и индуктивным сопротивлением, воздушная линия 110-330 кВ — активным и индуктивным сопротивлением и емкостной проводимостью

(рис.4.2.1,а) или вместо емкостной проводимости учитывается реактивная мощность, генерируемая емкостью линии (рис.4.2.1,б). В этих схемах замещения реактивная проводимость или реактивная мощность приняты сконцентрированными и приложенными по половине в начале и в конце линии.

Для линий сверхвысокого напряжения Uн 330 кВ при длине более 300-400 км для составления схемы замещения предлагается учитывать равномерное распределение сопротивлений и проводимостей вдоль линии.

421

Рис. 4.2.1.

Расчеты по схемам замещения для линий электропередачи дают результаты, резко отличающиеся от расчетных данных по схеме замещения (рис.4.2.1а и 4.2.1б.). Причина в том, что в передаче переменного тока очень незначительны поперечные активная и емкостная проводимости и почти нет фазовых сдвигов и затухания.

Нами предлагается для составления схемы замещения линии электропередачи емкость линии принимать как последовательно включенный элемент (рис.4.2.2). Обоснованием для этого является физика процесса резонанса на линии, который представляет собой резонанс напряжений. Момент резонанса соответствует режиму равенства нагрузки линии натуральному (S = SНАТ), при котором имеет место равенство емкостного и индуктивного мощностей ( ).

Как известно, согласно законам электротехники, такой режим имеет место в последовательной схеме (рис. 4.2.2).

422
Рис. 4.2.2

При рассмотрении баланса реактивных мощностей не имеет значения способ включения источников реактивных мощностей (конденсаторов или других компенсирующих устройств): параллельное или последовательное. Линия, генерирующая реактивные мощности, может быть представлена как последовательно включенные емкостные и индуктивные источники. В схемах замещения (рис.4.2.3а и 4.2.3б) представлены просуммированные результаты реактивных сопротивлений.

Как нами было рассмотрено выше, линия сильно меняет свои свойства в зависимости от нагрузки. При Р < РНАТ в линии преобладает емкостная мощность, ей соответствует емкостное сопротивление и линия может быть замещена схемой (рис.4.2.3.а).

При S = SНАТ схема замещения будет состоять только из активного сопротивления (рис.4.2.3.б).

При нагрузке S > SНАТ в линии преобладает индуктивная мощность, ей соответствует индуктивное сопротивление Хл и схема замещения будет выглядеть как на рис. 4.2.3.в.

423
Рис. 4.2.3.

Подытоживая выше сказанное, можно сказать следующее: баланс реактивных мощностей на линии высокого напряжения сильно зависит от нагрузки. При малых передаваемых мощностях, на линии преобладает емкостная реактивная мощность, при натуральной мощности она равна 0, при больших мощностях на ней преобладает индуктивная реактивная мощность, соответственно линия должна иметь различную схему замещения.

Принятые схемы замещения линии сверхвысокого напряжения не соответствует реальному процессу в линии. Предлагается линию замещать последовательно включенными сопротивлениями. Правильность такого предложения подтверждается наличием места в ней резонанса напряжения.

Содержание главы:

Содержание книги:

Статьи и книги по теме:

4.1. Реактивные мощности и натуральная мощность линии электропередачи

 

В отличие от других элементов электрической системы линии электропередачи одновременно обладают соизмеримой индуктивностью и емкостью. Генераторы, трансформаторы, двигатели обладают в основном индуктивностью. Емкость в них незначительна и ею в расчетах пренебрегают. Конденсаторы наоборот обладают в основном емкостью и наличием в них незначительной индуктивностью пренебрегают.

Индуктивная мощность на 1 км линии пропорциональна квадрату нагрузки (тока):

QL0 = 3I2x0 (4.1.1.)

Емкостная мощность на 1 км линии пропорциональна квадрату напряжения:

QC0 = U2b0 (4.1.2.)

Емкостная мощность зависит только от величины напряжения и емкостной проводимости и при неизменном напряжении она постоянна и не зависит от мощности, передаваемой по линии. Индуктивная мощность линии сильно зависит от передаваемой мощности по линии и изменяется пропорционально квадрату этой мощности.

При определенной нагрузке индуктивная и емкостная мощности линии становятся равными (точка 1, рис. 4.1.1) и они компенсируют друг друга. Линия становится «идеальной», потребляющей столько реактивной мощности, сколько ее вырабатывает, т.е.

QL0 = QC0 (4.1.3)

или 3I2x0 = U2b0 (4.1.4)

Ток, протекающий по линии, при котором имеет место равенство ее индуктивной и емкостной мощностей, можно найти из равенства (4.1.4)

Некоторые авторы считают, что при передаче натуральной мощности, по линии без потерь протекает только активная мощность. Так считать нет никаких оснований. По линии будет протекать полная мощность, обусловленная характером нагрузки.

Подставив в (4.1.6) значения xo и bo , получим

(4.1.8)

где и ,

которые пропорциональны индуктивности и емкости единицы длины линии

x =2 f L и b =2 f С ,

где L и C — индуктивность и емкость единицы длины линии, которые зависят от магнитных и электрических свойств окружающего проводник диэлектрика и

геометрических размеров линии электропередачи L = (Г) и С = / f (Г),где f = (Г) функция, зависящая от геометрических размеров Д и r.

Для линии электропередачи

f (Г)=lg (Д/ r).

Подставив в (4.1.7) значение Z , получим

так как оно имеет размерность сопротивления. Это сопротивление зависит от эквивалентного диаметра провода и расстояния между ними.

Нами предлагается этот коэффициент между натуральной мощностью и напряжением (Zв) и натуральную мощность SНАТ также считать параметрами линии.

При расщеплении проводов за счет уменьшения индуктивного сопротивления и увеличения емкостной проводимости линии, согласно выражению (4.1.9), уменьшается коэффициент Zв и увеличивается натуральная мощность (точка 2, рис.4.1.1). При увеличении расстояния между проводами натуральная мощность уменьшается (точка 3, рис.4.1.1) и, наоборот, для повышения натуральной мощности необходимо уменьшать расстояние между проводами.

Наибольшей натуральной мощностью обладают кабельные линии, имеющие большую емкостную проводимость и малую индуктивность.

При передаче по линии мощности, меньшей SНАТ, линия будет иметь избыток емкостной мощности, и, наоборот, при S > SНАТ на линии будет иметь место избыток индуктивной мощности.

Результирующая реактивная мощность QΣ (рис.4.1.2) при S < SНАТ будет иметь емкостной характер и уменьшается до нуля при достижении передаваемой

мощности до величины равной

Рис. 4.1.2 натуральной. Затем, при росте нагрузки линии большей, чем натуральная, на линии появляется избыток индуктивной реактивной мощности, которая увеличивается пропорционально квадрату мощности на линии.

При S < SНАТ

ΔQC = QΣ = QC – QL ; (4.1.10)

При S > SНАТ

ΔQC = QΣ = QL – QC ; (4.1.11)

При протекании по линии натуральной мощности (тока) емкостная и индуктивная мощности компенсируют друг друга, и линия представляет собой чисто активное сопротивление. В этом случае на линии имеет место минимум падения напряжения, обусловленное только активным сопротивлением. В таком режиме не требуется компенсации ни емкостной, ни индуктивной мощности. При избытке емкостной мощности напряжение на линии будет повышаться. Для компенсации емкостной мощности на линии включают шунтирующие реакторы. При нагрузках больших, чем натуральная, линия тем больше потребляет реактивную мощность, чем больше нагрузка. В таком режиме напряжение на линии будет снижаться. Для компенсации потребления индуктивной мощности необходимо подключать источники емкостной мощности. В качестве их можно использовать батареи конденсаторов или синхронные компенсаторы. Обычно на сверхвысоковольтных линиях ничего такого не предусматривают, поэтому нагрузку на линии приходиться ограничивать.

По величине натуральной мощности можно ориентировочно судить о пропускной способности линии электропередачи. При передаче такой мощности на линии имеет место минимальные потери мощности, режим ее работы является оптимальным. О пропускной способности линии электропередачи в зависимости от различных условий будет рассмотрено ниже. Практически, имеются реальные возможности для повышения натуральной мощности линий электропередач путем расщепления и увеличения сечения проводов, сближения расстояния между проводами. Искусственное увеличение радиуса провода уменьшает индуктивное сопротивление и увеличивает емкостную проводимость линии, изменяется их соотношение, уменьшается волновое сопротивление, обратно пропорционально увеличивается натуральная мощность. Такой путь может быть экономически выгодным для увеличения их пропускной способности линии. Не обязательно все время повышать напряжение линии электропередачи. Можно на применяемых напряжениях значительно увеличить пропускную способность линии.

Содержание главы:

Содержание книги:

Статьи и книги по теме:

Глава 4. О СВОЙСТВАХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ

Содержание главы:

Содержание книги:

Статьи и книги по теме:

3.7. Заземление горных ЛЭП

 

 

Для условий Кыргызстана характерно снижение амплитуды токов молнии, в связи с чем величина сопротивлений заземлителей опор может быть увеличена в 2,5 — 4 раза по сравнению с требованиями ПУЭ. В соответствии с Руководящими указаниями, разработанными КырНИИЭ для условий Кыргызстана, величина сопротивления заземлителей нормируется лишь для опор тросовых подходов ВЛ-35 — 500 кВ, опор ВЛ-6 — 500 кВ, на которых установлены силовые или измерительные трансформаторы, разъединители, предохранители, и металлических и железобетонных опор ВЛ-35 кВ и деревянных опор пролетов пересечений ВЛ-6 — 35 кВ с защитными искровыми промежутками. Они принимаются по данным табл. 9-1, а в остальных случаях не нормируются /15/.

Результаты научных исследований по всем районам республики позволили составить сводную карту районирования Кыргызстана по электрическим и почвенно-геологическим характеристикам, которая может быть использована проектными и строительными организациями при создании заземляющих устройств /15/.

Работы, проводившиеся в КырНИОЭ в 80-е годы, на основе изучения строения и состава грунтов горных трасс, а также физико-геологических и инженерно-геологических условий, позволили зарегистрировать около 50 разновидностей пород и грунтов в различных комбинациях, которые были систематизированы в 8 типов, близких по составу и удельному сопротивлению /32/ (табл. 3.7.1.).

Таблица 3.7.1.

Удельные электрические сопротивления грунтов

Тип грунта

Удельные сопротивления, Ом.м

средние

Длительный интервал,
  1. Супеси, суглинки
  2. Супеси, суглинки с примесью гальки и щебня
  3. Щебнисто-дресвяные отложения с супесчаным уплотнителем
  4. Щебнисто-дресвяные отложения с примесью валунов и крупнообломочного материала
  5. Разрушенные и выветренные породы (граниты, песчаники, сланцы)
  6. Валунно-галечниковые отложения
  7. Скальные породы трещиноватые (граниты, сланцы, песчаники)
  8. Скальные породы крепкие (граниты, известняки, сланцы)

170
371

457

—

590

714

1294

3158

75 — 265
260 — 480

425 — 490

—

57 — 605

555 — 870

1210 — 1370

2860 – 3450

Расчеты, проведенные в КырНИОЭ /31,32/ показали, что из-за снижения параметров молнии, специфики грозопоражаемости земной поверхности горных районов и самих линий, к грозозащите горных ВЛ и заземляющим устройствам требования могут быть снижены. Анализ этих расчетов показал, что для любых технико-экономических и географических условий все ВЛ-110 — 500 Кыргызстана, имеющие грозозащитные тросы, могут быть выполнены без искусственных заземлителей. В то же время установлено, что для ВЛ, сооружаемых без тросовой защиты, из-за преимущественного поражения молнией опор, может оказаться эффективным применение искусственных заземлителей, снижающих сопротивление заземляющих устройств и повышающих грозоупорность линии.

Проверка устойчивости бетона фундаментов к действию стекающих с них токов показала, что в сетях республики они способны без разрушения эксплуатироваться в качестве естественных заземлителей.

Богатство горных республик гидроэнергетическими ресурсами предопределяет в качестве основных источников электроэнергии строительство гидроэлектростанций. Так как гидростанции располагаются обычно в малообжитых, труднодоступных горных районах, выдача мощности от них потребителям осуществляется по линиям электропередачи высокого и сверхвысокого напряжения довольно большой протяженности, которые имеют специфические особенности.

Длительный период многие научно-исследовательские и проектно-изыскательские институты стран СНГ и в частности, Кыргызский научно-исследовательский институт энергетики, кафедра «Электрические станции, сети и системы» Фрунзенского политехнического института (в настоящее время Кыргызский государственный технический университет) и другие научные подразделения занимались решением этих задач. Рассматривался большой комплекс вопросов, включающий в себя влияние топографических, метеорологических и геологических условий. Решались вопросы трассировки линий электропередачи, их конструктивного исполнения, обеспечения высокой надежности, экономичности, технических и экологических требований.

Были разработаны новые конструкции фундаментов, опор, проводов, тросов, изоляторов и другие аппаратуры.

Учет специфических особенностей горных ЛЭП, таких как рельеф и климат местности, высота над уровнем моря, природные явления, физико-геологические процессы, почвенный покров, гидрология и других, позволили решать вопросы изоляции, грозозащиты, заземления, снижения потерь на корону, плавки гололеда. На основе анализа грозопоражаемости горных районов и опыта эксплуатации грозозащиты было выдвинуто предложение об отказе от грозозащитного троса на определенной части линий электропередачи. Результаты исследований по заземлению опор были использованы при пересмотре нормируемой ПУЭ области применения фундаментов опор в качестве естественных заземлителей, с увеличением верхнего предела удельных сопротивлений, при которых еще учитывается естественная проводимость фундаментов до 1000 Ом.м ( в прежней редакции было 500 Ом.м), что позволило отказаться от искусственных заземлителей опор и снизить стоимость строительства ЛЭП. Были составлены карты гололедного и ветрового районирования, плотности разрядов молнии в землю, районирования грунтов по их электрических характеристикам и другие. Учет природных факторов позволил разработать набор конструкций опор и фундаментов небольшого габарита и веса, удобных для транспортирования и легко собираемых на пикетах.

Анализ повреждаемости горных ЛЭП показал их довольно высокую надежность. При этом доля повреждений из-за воздействия природных факторов: снегопада, гололеда, ветра и грозы, оказались ниже, чем на равнинных ВЛ.

Достигнутые результаты научных исследований в области горных линий электропередачи позволили в кратчайшие сроки ввести в эксплуатацию ряд таких уникальных по своим конструктивным инженерным решениям линий, как ЛЭП-500 кВ от Токтогулской ГЭС до подстанций «Лочин» и «Фрунзенская». Опыт эксплуатации этих линий показал, что они имеют очень высокую надежность и удовлетворяют предъявленным техническим требованиям.

Дальнейшим направлением научных исследований должно стать последовательное накопление статистических данных и уточнение расчетных формул, полученных на основе математической статистики. Необходимо проводить более детальный анализ опыта эксплуатации, разработка и внедрение новых материалов, как в механической, так и электрической части линий электропередачи, а также решение общеинженерных задач, разработка новых методов расчета, новых научных направлений, изобретательство и рационализаторство.

Содержание главы:

Содержание книги:

Статьи и книги по теме:

3.6. Особенности грозозащиты горных ЛЭП

 

 

Грозовые перенапряжения считаются одной из основных причин аварийных отключений линий электропередачи. Опыт эксплуатации ВЛ высокого и сверхвысокого напряжений в условиях равнинных районов показывают, что доля грозовых отключений достигают 75% от общего числа отключений. В связи с этим вопросам грозозащиты в энергосистемах уделяется серьезное внимание.

В горных районах, как известно, наблюдается активизация грозовых процессов по сравнению с прилегающими к ним равнинами, и среднегодовая продолжительность гроз возрастает в 2-3 и более раз. В некоторых районах Азербайджана и Грузии среднегодовое число грозовых часов может быть более 200. Однако опыт эксплуатации первых горных ВЛ высокого напряжения показал, что аварийность на них не превышает аварийности равнинных линий.

Научные исследования грозопоражаемости горных ВЛ /13,14/ показали возможность ослабления требований к грозозащитным заземлениям опор и отказа от грозозащитного троса воздушных ЛЭП. Значительный вклад в научные исследования горных гроз проводил советский ученый В.В. Бургсдорф. Наиболее важным результатом его работ явилось установление зависимости параметров токов молнии (амплитуды и крутизны фронта токов молнии) от высоты местности и построение кривых повторяемости этих параметров для горных районов. Он также дал качественную картину влияния рельефа местности на территориальное распределение грозовой облачности. В частности, он сделал вывод о принудительном распределении грозовой облачности преимущественно над горными хребтами.

В Кыргызстане /13,14/ велись исследования вопросов грозозащиты горных ЛЭП, определена их грозопоражаемость, обобщен опыт эксплуатации горных ВЛ и разработаны облегченные методы грозозащиты.

Эти исследования показали, что на грозопоражаемость линий главное внимание оказывают следующие факторы:

  1. продолжительность грозовой деятельности в районе ВЛ,
  2. рельеф местности,
  3. геоэлектрическая неоднородность поверхности земли,
  4. метеорологические условия и характер формирования грозовой облачности.

Для территории Киргизии построены карты районирования по продолжительности гроз /14/. Были выявлены районы с наиболее интенсивной грозовой деятельностью — Иссыккульская котловина, отроги Ферганского и Чаткальского хребтов.

Для отражения более реальной картины распределения грозовой деятельности по территории горных районов была введена новая характеристика — удельное число грозовых часов, которая определяет суммарную продолжительность гроз, наблюдаемых над единицей поверхности земли. С использованием этой характеристики была составлена карта районирования территории по удельной среднегодовой продолжительности гроз для большей части Киргизской ССР.

По характеру рельефа местности трассы линий могут быть разделены на три группы, характеризующиеся различной поражаемостью.

Первая группа включает в себя участки ВЛ, расположенные в широких горных долинах и котловинах. Поражаемость их колеблется от 1,4 до 10,2 ударов при среднем значении 5-6 ударов в год на 100 км длины.

Вторая группа — это участки, проходящие по открытым склонам горных хребтов. Для них поражаемость оказалась самой высокой и в среднем составила 18,7 ударов в год на 100 км.

К третьей группе относятся участки линий, проходящие по узким горным ущельям. Поражаемость этих участков за счет экранирования склонов ущелий очень низка. Средневзвешенное значение коэффициента экранирования определяется как отношение поражаемости ВЛ в ущелье к ее средней поражаемости на прилегающих участках, равно 0,11.

Средние грозопоражаемости зон с одинаковым строением грунта показало, что в зонах геоэлектрической неоднородности (зоны разлома) наблюдается резкое усиление поражаемости линий более, чем в 4 раза. Выявлена избирательная поражаемость в зонах разломов.

Изучение опыта эксплуатации грозозащиты горных линий Киргизии, Таджикистана и республик Закавказья показало:

Грозы в горных районах представляют меньшую опасность для ВЛ, чем в равнинных районах.

Наблюдается явно выраженная зависимость грозовой активности от высоты местности.

Содержание главы:

Содержание книги:

Статьи и книги по теме:

3.5. Расчеты потерь на корону в горных ЛЭП

 

При определенной напряженности электрического поля на поверхности провода, около него начинается коронный разряд, который сопровождается потерями электрической энергии. Начальная напряженность поля начала короны рассчитывается по формуле Пика

Eo = 30,3m σ (1+0,3/ ) ,

где r –радиус провода,

m = 0,82 – коэффициент негладкости,

σ — относительная плотность воздуха.

В высокогорных условиях снижение относительной плотности воздуха приводит к снижению начальной напряженности электрической напряженности, соответственно увеличиваются потери на корону. Потери на корону также сильно зависят от состояния погоды. Практики пользуются обобщенными характеристиками короны. Расчет потерь ведут для следующих условий: хорошая погода, снег, дождь и изморозь. Так как в высокогорных районах линия проходит на резко различных отметках, то потери по каждой группе погоды должны вычисляются суммированием потерь по отдельным участкам линии, разделенными по высоте.

Исследования, проводившиеся в КирНИИЭ, также показали, что использование ранее разработанной методики расчета с использованием существующих обобщенных характеристик приводит к существенным погрешностям и требует нового подхода к решению этой проблемы. В связи с этим на основе теории подобия была разработана новая критериальная система координат, обобщающая опытные данные по потерям мощности на корону с учетом относительной плотности воздуха /12/.

Для практического расчета удельных потерь энергии на корону как для равнинных, так и для горных ВЛ, проходящих на любой отметке, на основе обширных экспериментальных и теоретических исследований Дикамбаевым Ш. Б. (30) была получена следующая эмпирическая зависимость

где Р — потери мощности на корону, кВт/км;

n — число проводов в расщепленной фазе;

r 0 — радиус провода, см;

E0 (σ) — начальная напряженность общей короны на поверхности провода при σ<1, кВ/см;

E0 (1) — начальная напряженность общей короны при σ =1, кВ/см;

Eэ — эквивалентная напряженность на поверхности провода, кВ/см;

А, В, С и а — коэффициенты, зависящие от погодных условий, принимаемые по Руководящим указаниям по учету потерь мощности на корону /12/.

Содержание главы:

Содержание книги:

Статьи и книги по теме:

3.4. Выбор уровня изоляции горных ЛЭП

 

Приведенные в Руководящих указаниях по защите сетей 6-500 кВ от грозовых и внутренних перенапряжений, уточненные для горных районов Кыргызстана зависимости изменения плотности и атмосферного давления воздуха в зависимости от высоты местности

σ = 1,026-0,108*10-3 H + 0,006*10-6 H2 , (3.4.1)

Pср= 1012,3-0,1133 H + 4*10-6 H2, (3.4.2)

потребовали уточнения численных значений некоторых ранее рассчитанных поправочных коэффициентов, величин рабочих разрядных напряжений и коммутационных перенапряжений, длин воздушных промежутков между проводами и стойками опоры либо траверсами и соответственно выбора необходимого количества подвесных изоляторов (40).

Наиболее важными среди поправочных коэффициентов является коэффициент запаса, так как от его численного значения существенно зависят величины рабочих и коммутационных напряжений. Величина этого коэффициента определяется по формуле [3.4.3.]:

(3.4.3)

где Z50% — среднее разрядное напряжение принимаемое для ВЛ 110, 220 и 500 кВ соответственно равным 3,0, 3,1 и 3,45;

σ1% — среднеквадратичное отклонение или стандарт кривой эффекта, принимаемое при напряжении промышленной частоты равным 3,5%, а при коммутационных импульсах для промежутков: «провод-стойка опоры» равным 7%, «провод-траверса» — 8%.

На высотах более 2000 м величина среднеквадратичного отклонения резко снижается и составляет на высоте 3400 м для промежутков длиной до 3 м — 3%;

ап — поправочный коэффициент на атмосферные условия, определяемый по формуле:

(3.4.4)

где Рср — среднее атмосферное давление воздуха на высоте прохождения трассы, мбар, определяемое по формуле 2;

Р0 — нормальное атмосферное давление воздуха, мбар;

t0 — нормальная температура воздуха, (20 0 С);

t — среднегодовая температура воздуха по трассе линии, определяемая по данным метеорологических наблюдений либо по эмпирической формуле 3.3;

m и n — показатели степени, значения которых принимаются в зависимости от длины воздушного промежутка. При S<2 м величины m и n равны единице, при S>2 м m = 0,6 и n = 1.

Расчеты, проведенные нами, приведены в табл. 3.4.1. и 3.4.2.

Таблица 3.4.1.

Уточненные значения показателей, определяемых по рабочим напряжениям

Наименование

Показателей

Числовые значения показателей в зависимости от высоты

0

1000м

2000м

3000м

3500м
Поправочный

Коэффициент на

Атмосферные

Условия, ап

При S<2 м

Коэффициент запаса(Кз) при

S<2м и σ1=3,5%

Uн=110 кВ

Uн=220 кВ

Uн=500 кВ

Рабочее разряд-ное напряж-е,кВ

Uн =110 кВ

Uн =220 кВ

Uн =500 кВ

Длина воздушно-го промежутка,м

Uн =110 кВ

Uн =220 кВ

Uн =500 кВ

1,0

1,117

1,121

1,137

100,1

201,0

463,3

0,2

0,4

0,9

0,91

1,228

1,232

1,248

110,1

221,0

508,0

0,22

0,44

0,97

0,83

1,347

1,351

1,369

120,7

242,0

557,9

0,24

0,48

1,0

0,75

1,490

1,495

1,517

133,6

268,0

618,2

0,26

0,52

1,2

0,71

1,575

1,580

1,602

141,2

283,2

652,8

0,27

0,54

1,3

Таблица 3.4.2.

Уточненные значения показателей, определяемых по
коммутационным перенапряжениям

Наименование

Показателей

Значения показателей в зависимости от высоты

0

1000м

2000м

3000м

3500м
 

0,91

0.934

1,391

—

1,404

—

1.410

—

1,479

374,1

—

755,2

—

1435,6

—

1505,8

0,72

—

1,5

—

3,1

—

3,3

5,14

—

10,7

—

16,3

—

17,4

0,83

0.873

1,525

—

1,541

—

1,508

—

1,582

410,1

—

828,9

—

1535,4

—

1610,1

0,78

—

1,62

—

3,4

—

3,6

5,57

—

11,6

—

17,9

—

18,9

0,75

0.819

1,687

1,465

1,703

1,470

1,610

1,362

1,686

453,7

394,0

916,0

790,7

1639,2

1386,1

1716,6

0,87

0,77

1,75

1,6

3,7

2,8

4,1

6,21

5,0

12,5

11,4

19,5

14,7

21,6

0,71

0.793

1,783

1,541

1,802

1,555

1,664

1,406

1,742

479,5

414,5

968,1

836,4

1694,2

1431,5

1773,6

0,93

0,80

1,90

1,65

4,0

3,1

4,3

6,64

5,7

13,6

11,8

21,0

16,3

22,63

Содержание главы:

Содержание книги:

Статьи и книги по теме:

3.3.2. Сели

 

 

Селевые потоки наиболее грозные в горных районах катастрофические явления природы.

Учет распространения селеопасных долин в Кыргызстане позволил выявить наиболее опасные зоны и предпринять необходимые меры по снижению их воздействие. Из 2419 зарегистрированных селеопасных долин на адыры и горное обрамление Ферганской долины приходится 1284.

В предгорьях Тескей — Ала-Тоо сели формируются в интервале от бассейна реки Ырдык на востоке до реки Ак-Терек на западе, а в предгорьях Кюнгей-Ала-Тоо- между долинами рек Калмак-Ашуу и Чон-Ак-Суу, где наиболее распространены легко размывные кайназонские породы. Сходная обстановка наблюдается в бассейнах рек Чу (между долинам рек Кызыл-Суу и Кара-Балта) и Таласа (между долинами рек Беш-Таш и Кюркюрео-Суу), на предгорьях Алайского, Ферганского и Чаткалского хребтов, обрамляющих Ферганскую котловину.

Наиболее активна селевая деятельность в предгорной и низкогорной зонах северных склонов Тескей-Ала-Тоо, Кыргызского и Таласского хребтов, Кара-Тоо и южного склона Кюнгей-Ала-Тоо, а также в ряде участков Приферганья.

В долинах рек Чычкан, Кекемерен, Кара-Балта и Ашмара, как и на большей территории Тянь-Шаня, преобладают грязекаменные и грязевые сели I-II категории опасности и реже III категории. Катастрофические сели (IV категория) — обычно редки.

Сели представляют для воздушных ЛЭП опасность не меньшую, чем лавины, однако определение границ селеопасной зоны довольно затруднительно и менее точно в связи с их малой повторяемостью. В связи с этим КырНИОЭ была разработана типизация селевой опасности с учетом опасности для воздушных линий и эффективной их защиты (табл.3.3.2.1.).

Таблица 3.3.1.1

Типизация лавинной опасности

Категория

Опасности

Частота, период схода

Объект

угрозы

Эффективная

защита
I

 

 а) В многоснежные зимы

весной

 

б) Ежегодно весной,

реже — зимой

 Малые лавиносборы, склоны, относительная высота до 0,2км,

высота снега (h) до 30см, снегопады (i) до 20см/сутки

То же

 Дорога

 

 

 

Дорога

 Обход, инженерные сооружения, профилактика

 

То же
II

 

 а) В многоснежные зимы

весной

 

б) Ежегодно весной,

реже — зимой

 Малые лавиносборы, склоны, относительная высота от 0,2км до 0,5км,

высота снега (h) до 30см, снегопады (i) до 20 см/сутки

То же

 ВЛ

Дорога

 

ВЛ

Дорога

 Вынужденная расстановка опор, повышение отметок трассы, инженерные сооружения, профилактика
III

 

 а) В многоснежные зимы

весной

реже — зимой

 

б) Ежегодно весной,

периодами зимой

 

 

в) Ежегодно Х-V месяцы

 Средние лавиносборы, склоны, относительная высота от 0,2км до 0,5км,

высота снега (h) от 30 до 50см, снегопады (i) от 20 до 40 см/сутки

Большие лавиносборы, склоны, относительная высота более 0,5км,

высота снега (h) более 50см, снегопады (i) более 40 см/сутки

То же

 ВЛ

Дорога

 

 

ВЛ

Дорога

 

 

То же

 В.р.о., повышение отметок трассы, инженерные сооружения для дороги и в отдельных случаях для ВЛ, профилактика для дороги

 

 

То же

 

 

Таблица 3.3.2.1

Типизация селевой опасности

 

Категория опасности

Максимальные показатели селя 1% повторяемости

Воздействие на сооружение

Объект

угрозы

Эффективная

защита

Объем,

М3/с

Удельный расход на 1 м ширины потока, м3/с
I

 

 До 50

50-100

100-200

 До 5/3

До 4/2,5

До 3/2

 Небольшие размывы, частичные забивки отверстий водопропускных сооружений Дорога Простые инженерные сооружения
II

 

 50-100

100-200

200-300

 5-7/3-5

4-6/2,5-4

3-5/2-3,5

 Сильные размывы, полная забивка отверстий, повреждение и снос бесфундаментных сооружений Частично

ВЛ,

дорога

 Вынужденная расстановка опор, повышение отметок, инженерные сооружения
III

 

 100-400

200-600

300-800

 7-9/5-7

6-8/4-6

5-7/3,5-5

 Большая разрушительная сила, снос мостовых ферм, разрушение устоев мостов, каменных строений, дорог ВЛ,

дорога

 Вынужденная расстановка опор, повышение отметок, обход
           

 

Содержание главы:

Содержание книги:

Статьи и книги по теме:

3.3.1. Лавины

 

При проектировании горных ЛЭП вопросы лавинной опасности имеют первостепенную важность, поэтому изыскания трассы горных ЛЭП с точки зрения лавинной опасности должны предшествовать всем прочим изысканиям. Обычно лавиноопасные склоны могут быть выявлены заранее в Кыргызстане. Наиболее показательными в отношении лавинного режима могут быть долины рек Чычкан, Кара-Балты, Ашмара и Кокемерен),где числа лавин свежевыпавшего снега достигает 40-50% от общего числа лавин. Глубинные лавины отличаются большим объемным весам (0,5 кг/м3), но движутся относительно медленно со скоростью около 15 м/с. Поверхностные лавины имеют объемный вес 0,3 кг/м, но движутся со скоростью 40-70 м/с. . Объемный вес пылевых лавин не превышает 0,005-0,01 кг/м3, а скорость движения достигает 90-100 м/с.

Исследования, проведенные лабораторией ЛПГИ КыргНИОЭ, позволили провести разработку типизации лавинной опасности.

Содержание главы:

Содержание книги:

Статьи и книги по теме:

3.3. Природные физико–геологические процессы и их воздействия на горные ЛЭП

К природным физико-геологическим процессам, существенно влияющим на возможность строительства воздушных линий электропередачи и дорог, относятся лавины, сели, осыпи, камнепады, карсты, вечная мерзлота и некоторые другие. Степень опасности этих процессов зависит главным образом от геоморфологических, климатических и геологических факторов.

По общим специфическим особенностям физико-геологические явления можно дифференцировать на стадии предпроектных исследований на две группы:

1. Лавины, сели, камнепады, осыпи, отвалы, оползни, осовы, солифлюкции;

2. Карст, вечная мерзлота.

Для первой группы явлений, несмотря на их различную природу и воздействия на сооружения, характерным является:

а) периодичность и внезапность их проявления (кроме осыпи) и приуроченность к одним и тем же типам рельефа;

б) возможность катастрофического их проявления и воздействия на одни и те же элементы воздушных линий, при которых любые защитные сооружения не могут устранить опасность;

в) сравнительно стабильные границы опасной зоны и возможность их приближенного определения;

г) наличие (почти всегда) неопасных участков, где могут быть установлены опоры;

д) одни и те же применяемые эффективные меры защиты линий.

Для второй группы характерным является:

а) постепенное их воздействие на сооружения;

б) очень затруднительная оценка границ опасной зоны;

в) ограниченность и трудноопределяемость явно неопасных участков для вынужденной расстановки опор;

г) одинаковое влияние на одни и те же элементы линии;

д) одни и те же эффективные меры защиты (обычно обход опасного участка).

Наиболее эффективными инженерными мерами защиты для всех явлений являются обход опасной зоны, вынужденная расстановка опор и повышение отметок трассы с применением в определенных случаях защитных сооружений.

Содержание главы:

Содержание книги:

Статьи и книги по теме: