Documento sobre tecnología de transmisión de voltaje ultra alto 2017 Análisis de tecnología clave de líneas de transmisión de voltaje ultra alto
Resumen: este documento estudia principalmente tres puntos clave en las líneas de transmisión UHV, a saber, el efecto corona, la sobretensión y la electromagnética. campo. Para satisfacer las necesidades operativas de la red eléctrica, las líneas de transmisión UHV deben considerar muchas cuestiones ecológicas, de seguridad y de impacto. Este artículo estudia estas cuestiones y aprovecha la experiencia avanzada para analizar cómo resolver estos problemas en el diseño y construcción de líneas de transmisión UHV.
Palabras clave: UHV; línea de transmisión; corona; sobretensión
Número de clasificación de la biblioteca china: TM714.2 Código de identificación del documento: Un número de documento:
0 Introducción desde La energía eléctrica no se puede almacenar a gran escala, la producción, transmisión y uso de la energía eléctrica deben completarse al mismo tiempo, lo que determina la importancia de la transmisión de energía eléctrica. Según la ley de Ohm, para reducir las pérdidas durante la transmisión, por un lado, se reduce la resistencia y, por otro, se aumenta el voltaje. Debido al desequilibrio entre la distribución de recursos y el desarrollo económico de mi país, el desarrollo de la red eléctrica de mi país debe adoptar la transmisión de energía a larga distancia a gran escala. Por lo tanto, la transmisión UHV se ha convertido en una opción inevitable para el desarrollo de la red eléctrica de mi país. [1]. Este artículo toma las líneas de transmisión UHV como objeto de investigación e introduce las tecnologías clave de transmisión UHV.
1 Problemas de transmisión UHV
En China, ¿la transmisión de energía UHV se refiere a CA 1000 kV y CC? Ingeniería y tecnología de transmisión de energía de 800 kV. La transmisión de voltaje ultra alto fue desarrollada para satisfacer las necesidades de transmisión de larga distancia y gran capacidad. Su base técnica es la aplicación madura de la tecnología de transmisión de voltaje ultra alto. Con base en la experiencia en operación y diseño de transmisión de voltaje ultra alto, en la aplicación y desarrollo de la tecnología de ingeniería de voltaje ultra alto aplicada actualmente, se deben estudiar y resolver a fondo tres cuestiones clave: efecto corona, requisitos de aislamiento, campo electromagnético y su impacto. [2-4] .
1) Problema de corona. En condiciones climáticas adversas, cuando la intensidad del campo eléctrico en la superficie de un conductor UHV excede un valor crítico, las moléculas de aire circundantes se ionizarán para formar partículas con carga positiva y negativa, y el proceso de colisión y recombinación de iones generará fotones y descarga de corona. Los peligros de la descarga de corona incluyen pérdida de energía, ruido e interferencia de señal. Debido al mayor nivel de voltaje, el fenómeno de corona de las líneas UHV es más grave que el de las líneas de voltaje ultra alto. La cantidad y la estructura de los cables deben seleccionarse razonablemente para minimizar el impacto de la descarga de corona.
2) Problema de campo electromagnético. Las líneas de transmisión de energía generan campos eléctricos y magnéticos de frecuencia eléctrica a su alrededor y en el suelo. Debido al alto voltaje y la gran corriente, el impacto del campo electromagnético de las líneas de transmisión UHV se ha convertido en un tema clave de preocupación pública, especialmente el impacto en los edificios circundantes, la producción y la vida de las personas.
3) Problema de sobretensión. Los problemas de sobretensión se refieren a la sobretensión inducida causada por la caída de un rayo, la sobretensión directa del rayo y la sobretensión causada por diversas operaciones. Varias sobretensiones de las redes eléctricas de UHV tienen un fenómeno similar al de las redes eléctricas de UHV, pero tienen características muy diferentes. La sobretensión de la red UHV determinará el nivel de aislamiento y el diseño del sistema de aislamiento, afectando directamente el coste de construcción y la fiabilidad operativa.
2 Principales conclusiones de la investigación sobre redes eléctricas UHV
A partir de una investigación en profundidad sobre tres cuestiones clave, se han extraído un gran número de conclusiones, principalmente en los siguientes aspectos.
A partir del aumento de la capacidad de transmisión y la reducción de la impedancia de la línea, cómo reducir el ruido audible y cumplir con los requisitos de protección ambiental se ha convertido en un factor clave a considerar en el diseño de líneas UHV. El diseño de la línea debe realizarse de acuerdo con los estándares de ruido audible, el nivel de interferencia a las señales (señales de radio y televisión) debe lograr resultados satisfactorios y las pérdidas de potencia de corona deben reducirse tanto como sea posible.
2) La sobretensión de frecuencia industrial y la sobretensión de funcionamiento se han convertido en la clave para la selección y diseño del sistema de aislamiento. Por lo tanto, cómo limitar la sobretensión de frecuencia eléctrica se ha convertido en un tema importante en la transmisión de energía UHV. Los niveles de sobretensión operativa pueden limitarse mediante reactores en derivación, descargadores de sobretensiones, resistencias conmutadas y segmentación de líneas.
3) La intensidad del campo eléctrico de frecuencia eléctrica del suelo debajo de las líneas de transmisión de voltaje ultra alto y en el borde del corredor de la línea se puede diseñar para que esté al mismo nivel que las líneas de transmisión de voltaje ultra alto. Las líneas de transmisión diseñadas de acuerdo con los estándares de ruido audible formarán el mismo nivel que las líneas de transmisión de voltaje ultra alto. Las líneas de transmisión tienen intensidades de campo eléctrico similares y su impacto ambiental está al mismo nivel que las líneas de transmisión de voltaje ultra alto.
Por lo tanto, las cuestiones de los campos electromagnéticos ya no son la clave para el diseño de líneas, sino que es necesario considerar los impactos ecológicos adversos y la aceptación pública.
Tres tecnologías clave para las líneas de transmisión UHV
Para resolver los importantes problemas de la red eléctrica UHV, basándose en una gran cantidad de investigaciones y experimentos, se construyó y puso la red eléctrica UHV. en funcionamiento. Durante la operación, algunos problemas se resolvieron y se convirtieron en la clave para el funcionamiento de la red eléctrica UHV. Ahora se analizan los temas críticos en las líneas de transmisión.
3.1 Corona y su solución Los problemas de corona, como ruido audible, interferencia de señales de radio, pérdida de corona, etc., están estrechamente relacionados con la intensidad del campo eléctrico en la superficie de la línea. El voltaje de las líneas de transmisión UHV es alto y la carga en el cable es grande, por lo que la intensidad del campo superficial también es grande. Para controlar la intensidad del campo superficial del cable, las líneas de transmisión UHV tienen una mayor cantidad de divisiones de cable y el diámetro de los subconductores es mucho mayor que el de las líneas de transmisión UHV. En determinadas condiciones de funcionamiento, los factores clave que afectan a la intensidad del campo en la superficie del conductor son la estructura de la línea y las condiciones climáticas. La estructura de la línea incluye la estructura del conductor, el número de división, el diámetro del subcable, la distancia y la intensidad del campo polar. Sin embargo, el impacto del clima en la intensidad del campo terrestre es muy complejo y generalmente necesita ser estudiado experimentalmente. Para el ruido audible, según los estándares nacionales de ruido, el ruido audible de las líneas de transmisión UHV no debe exceder los 55 dB(A). Es equivalente a los límites de ruido del estándar de Clase 1 durante el día y de las Clases 2 y 3 estándar de noche en GB3096-1993 "Estándar de ruido ambiental del área urbana". Para las interferencias de radio, al seleccionar adecuadamente el número de divisiones de cables y los diámetros de los subconductores, el nivel de interferencia de las líneas de transmisión EHV puede ser equivalente al de las líneas de transmisión EHV. Las pérdidas por corona en las líneas de transmisión UHV están relacionadas con muchos factores, el más importante de los cuales son las condiciones meteorológicas. Dado que las pérdidas por corona se deben principalmente al mal tiempo, el impacto de la intensidad del campo eléctrico en la superficie del conductor también se manifiesta a través de pérdidas por mal tiempo. Teniendo en cuenta que la gente está más preocupada por la pérdida de corona promedio anual y la pérdida máxima de corona, y que la pérdida de corona con mal tiempo puede ser cientos de veces mayor que con buen tiempo, las causas climáticas en diferentes secciones de líneas de transmisión de larga distancia pueden ser diferentes y complejo, por lo que el cálculo de la pérdida de corona está extremadamente disperso, por lo que la pérdida de corona se ha estudiado durante muchos años y todavía no existe un método de estimación reconocido internacionalmente.
3.2 Campo eléctrico de frecuencia industrial y campo magnético El campo eléctrico de frecuencia industrial se ve afectado por el diseño de las líneas de transmisión, la distancia a tierra, la distancia entre fases, el número de componentes divididos, la transformación de la secuencia de fases, etc. Entre ellos, la influencia del cable de tierra en el campo eléctrico está relacionada con la distancia entre el cable de tierra y el conductor de fase y la altura del conductor de fase y la tierra. Cuanto más lejos esté el conductor del suelo, menor será la intensidad del campo eléctrico en el suelo. Cuando la distancia entre el conductor y el suelo aumenta hasta cierto punto, la intensidad del campo eléctrico que se puede reducir es limitada y la inversión económica será enorme. Por el contrario, reducir el número de conductores divididos puede reducir significativamente la intensidad del campo de tierra, pero al mismo tiempo aumentará la intensidad del campo superficial de los conductores, aumentando la interferencia de la señal de radio y el ruido audible. 2.3 La sobretensión y su límite La sobretensión operativa es una base importante para determinar el nivel de aislamiento de las líneas de transmisión UHV. Se consideran principalmente tres tipos de sobretensión operativa: sobretensión de cierre, corte y cortocircuito a tierra. Entre ellos, la única forma de resolver la sobretensión de fase positiva causada por un cortocircuito a tierra es utilizar un pararrayos de óxido metálico (MOA) cerca de ambos extremos de la línea. Por lo tanto, el núcleo de la limitación de la sobretensión operativa es cómo limitar la sobretensión durante el proceso de apertura y cierre. El objetivo es limitar la sobretensión por debajo del nivel de 1,6 ~ 1,7 pu. Los métodos principales incluyen el uso de MOA, resistencia de cierre del disyuntor y. controlar el cierre del disyuntor, etc. En los últimos años, el nivel de fabricación de MOA se ha mejorado continuamente y su capacidad para limitar la sobretensión también se ha mejorado continuamente. Se ha convertido en el principal medio para limitar la sobretensión operativa. La resistencia de cierre del disyuntor se muestra en la Figura 1. Al cerrar, los contactos auxiliares deben conectarse primero y luego los contactos principales deben cerrarse después de un período de tiempo (tiempo de conexión de la resistencia de cierre) para limitar la sobretensión de cierre. La tecnología de control de fase de cierre consiste en cerrar el voltaje cerca del punto de cruce por cero para reducir la sobretensión operativa causada por el cierre. Figura 1 Diagrama esquemático de la resistencia de apertura y cierre del disyuntor
4 Conclusión
Este artículo estudia principalmente tres puntos clave en las líneas de transmisión UHV, a saber, el efecto corona, la sobretensión, el campo electromagnético y su impacto. y soluciones. Cabe señalar que los problemas de las líneas de transmisión UHV van más allá de estos aspectos. Por ejemplo, para la seguridad de las líneas aéreas, se deben considerar factores como la vibración y la tensión, así como la estructura de las líneas de transmisión, así como la densidad de corriente económica y las condiciones de calefacción. En la construcción de la red eléctrica UHV de mi país, no sólo se aprovecha la experiencia extranjera avanzada, sino que también se combinan las condiciones nacionales de mi país y las características del desarrollo del sistema eléctrico, lo cual es bastante único. Sólo sobre la base de una práctica operativa a largo plazo y de una investigación más profunda se podrán aprovechar plenamente las ventajas de las redes eléctricas de UHV.
Xin Zhongguo nació en septiembre de 1961. Tiene una licenciatura en gestión de producción y actualmente es el gerente de Gongzhuling Rural Electricity Co., Ltd.
Liu Zhenya. Red eléctrica UHV[M]. Beijing, China Economic Press, 2005.
2 Du Yuqing. Introducción al diseño de líneas de transmisión UHV de 1000 kV en Japón [J]. Tecnología de energía eléctrica del norte de China, 1993.73 Chen Yong, Wan Qifa, Gu Lili, etc. Discusión sobre conductores UHV y estructuras de torres en mi país [J]. Tecnología de alto voltaje, 2004, 30(6), 38-465438. Evaluación de los posibles impactos de los nuevos límites a la exposición humana a campos magnéticos que se están considerando en Italia, CIGRE, sesión de 2002, 369-106
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