Краткие обзоры докладов 43-й сессии СИГРЭ

ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА

СИГРЭ — Международный совет по Большим электрическим системам, одна из ведущих мировых организаций в области систем электрической энергии, охватывающая технические, экономические, экологические, организационные и управленческие аспекты деятельности, является неправительственной, некоммерческой международной ассоциацией, основанной во Франции в 1921 г.

Основная миссия СИГРЭ — организация широкого обсуждения вопросов планирования и эксплуатации энергетических систем, в том числе проектирования, сооружения, обслуживания, контроля технического состояния высоковольтного оборудования и установок, проблемы защиты энергосистем, организации телекоммуникационных и информационных систем.

СИГРЭ развивает технические знания, используя следующие методы:
• конференции и заседания, на которых документы формируются и обсуждаются;
• исследовательские комитеты (ик) постоянно разрабатывают технические проблемы и по результатам разработки публикуют доклады;
• проходящие раз в два года (в четные годы) в Париже сессии являются наиболее важными событиями в деятельности  СИГРЭ. они собирают вместе 3000 делегатов из всех частей света. На сессии 2010 г. обсуждалось более 400 докладов, охватывающих все области деятельности СИГРЭ;
• в нечетные годы обычно проводятся симпозиумы, проходящие в разных странах мира. они проводятся с участием меньшего числа делегатов (по сравнению с сессиями) и фокусируют внимание на ограниченном круге вопросов;
• другие заседания проводятся на уровне отдельных стран или регионов.

В настоящее время функционируют 16 исследовательских комитетов, каждый из которых действует в рамках определенного направления электроэнергетической отрасли. Деятельность ик осуществляется посредством формирования и организации активной работы рабочих групп, которая координируется  Техническим комитетом СИГРЭ. В указанные структуры вовлечены более 2000 экспертов. результатами этой деятельности являются более 50 тематических докладов, публикуемых ежегодно.

Воздушные линии

ОБЗОР ДОКЛАДОВ, ПРЕДСТАВЛЕННЫХ НА 43-Й СЕССИИ МЕЖДУНАРОДНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ СИГРЭ
ПО ТЕМАТИКЕ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО КОМИТЕТА В2 «ВОЗДУШНЫЕ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ»

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ КОМИТЕТ В2

Область деятельности Исследовательского комитета (ИК) В2 охватывает проектирование, строительство и эксплуатацию воздушных линий (ВЛ), включая механические и электрические аспекты работы таких элементов линий, как провода, грозозащитные тросы, изоляторы, линейная арматура, опоры и их фундаменты. Анализируются и обобщаются данные о результатах испытаний этих элементов ВЛ, эксплуатационные характеристики, данные об их техническом состоянии, практика эксплуатации, вопросы ремонта, реконструкции и повышения пропускной способности линий. Структура ИК включает 21 рабочую группу (РГ), задача которых состоит в получении, анализе и обобщении информации по всем указанным выше направлениям деятельности ИК, а также в подготовке к публикации обобщающих отчетов, технических брошюр, докладов и рекомендательных материалов.

В четные годы СИГРЭ проводит сессии, на пленарных заседаниях профильных ИК которых происходит обсуждение представленных делегатами и принятых к рассмотрению Техническим комитетом докладов. Доклады готовятся и представляются в строгом соответствии с утвержденной на предыдущей сессии предпочтительной тематикой.

В 2010 г. на 43-й сессии СИГРЭ по тематике ИК В2 было представлено 25 докладов по трем предпочтительным темам:
• проблемы экологического воздействия новых и существующих воздушных линий;
• увеличение передаваемой мощности по существующим линиям посредством конверсии переменного тока в постоянный или путем увеличения класса напряжения линии;
• способы оценки эксплуатационной готовности ВЛ как в электрическом, так и в механическом аспекте.

Далее представлен обзор докладов по первой предпочтительной теме. В последующих выпусках журнала будут рассматриваться как обзоры докладов по двум другим предпочтительным темам, так и более подробные публикации наиболее интересных и актуальных материалов по всем трем перечисленным направлениям.

ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НОВЫХ И СУЩЕСТВУЮЩИХ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ

Задачи первой предпочтительной темы были сформулированы следующим образом:
• способы снижения визуального воздействия (интеграции ВЛ с существующим ландшафтом, разработка новых конструкций опор и прочее), снижение уровня акустических воздействий, минимизация действия электрического и магнитного полей;
• методы ограничения размеров коридоров линий, компактизация конструкций опор, снижение отрицательного влияния на окружающую среду при эксплуатации и ремонте ВЛ;
• анализ возможности повторного использования элементов воздушных линий электропередачи.

Во многих странах существуют большие трудности согласования с населением и получения разрешения местной администрации по вопросам проектирования и строительства новых воздушных линий. Значительное влияние на экологию оказывает процесс сооружения новых линий. Существенные экологические воздействия оказываются в ходе эксплуатации, ремонта ВЛ, а также в процессе работ, направленных на прекращение эксплуатации линии. Различные формы противодействия созданию новых линий связаны главным образом с визуальным воздействием нового линейного объекта, влиянием электрического и магнитного полей, а также с акустическим влиянием, обусловленным явлением коронирования проводов и линейной арматуры линий высоких классов напряжения. По данной предпочтительной теме доклады были представлены из 14 стран.

Доклад В2-101 представлен рядом авторов из сетевой компании ЭЛИА (Бельгия) и посвящен проблеме повышения в два раза пропускной способности ВЛ 150 кВ, решенной путем замены обычных АС проводов на высокотемпературные марки АССС. Основная задача реконструкции ВЛ состояла в использовании трассы существующей линии. Помимо замены проводов, реконструкция сводилась к усилению части фундаментов опор. Работы по замене проводов на двухцепной ВЛ проводились без отключения одной из цепей действующей линии. Так как провода на реконструированной цепи имеют меньшие стрелы провеса, напряженность магнитного поля под проводами осталась практически на прежнем уровне.

В процессе анализа реконструкции этой линии были рассмотрены варианты подвески семи различных марок и конструкций проводов. В качестве наиболее перспективного был выбран провод АССС 325 с композитным сердечником, выполненным из углепластиковых волокон. По сравнению с применявшимся на данной линии проводом АС 298 новый высокотемпературный провод обеспечивает возможность повышения максимальных токовых нагрузок от 248 до 517 А, что позволяет решить проблему повышения пропускной способности ВЛ.

В дискуссии по докладу обсуждались возможные пути снижения уровня магнитного поля при использовании высокотемпературных проводов и соответственно повышенных токовых нагрузок.

Доклад В2-102 «Городские ВЛ компактного типа напряжением 69, 138 и 230 кВ» представлен четырьмя авторами из сетевой компании КОПЕЛ (Бразилия). Рассматриваемые линии часто располагаются в пешеходных зонах, и поэтому специальные меры предусмотрены для выполнения устройств заземления опор (рис. 1).

Конструкции опор (рис. 2) предоставляют возможность использования очень узких коридоров линий. Приемлемые уровни электромагнитного поля и интенсивности стриммерной короны достигаются благодаря выбору специальной конфигурации расположения фазных проводов, а также применению специального дополнительного грозозащитного троса, расположенного ниже фазных проводов.

В докладе В2-103 (Дания) описываются потенциальные технические решения, обусловленные новыми требованиями, предписывающими необходимость снижения визуального воздействия трасс подземных высоковольтных кабелей и новых воздушных линий электропередачи. Рассматривается возможность и целесообразность создания опор для ВЛ 400 кВ с применением композитных материалов. Публикация подобных докладов, содержанием которых является обсуждение потенциальной возможности применения новых технических решений, не соответствует сформировавшейся практике СИГРЭ публиковать данные о тех идеях и технических решениях, которые уже нашли применение на реальных объектах, проверены практикой эксплуатации. Однако требования к докладам, представленным странами ЕЭС, существенно отличаются от требований к материалам, авторы которых из России, Индии, Китая и ряда других стран.

В дискуссии было отмечено, что идея использовать траверсы из композитного материала, а также провода с композитными сердечниками (рис. 3) представляется достаточно перспективной. Однако обсуждение на уровне не проверенных практикой идей не носит конструктивного характера. В дискуссии отмечено, что необходимо проведение специальных исследований и комплекса экспериментальных проверок и испытаний для того, чтобы сформулированные в докладе идеи могли быть рекомендованы для практического применения. Авторам доклада предложено проработать также вопросы оценки ожидаемого срока службы опор из композитных материалов, а также исследовать вопросы ремонтопригодности подобных конструкций.

Доклад В2-104 Франка Лувеграна (РТЕ, Франция) посвящен проблемам создания таких новых конструкций опор, применение которых обеспечило бы снижение экологического влияния воздушных линий электропередачи наряду с уменьшением их стоимости. В достаточно общем виде рассматривается ряд альтернативных концепций.

Трое японских специалистов из компании Electric Power Development представили доклад В2-105 «Эффективное использование земли при применении специальных высоких опор, предназначенных для увеличения пропускной способности ВЛ». Дефицит земельных ресурсов в Японии побуждает специалистов проектных организаций разрабатывать варианты более эффективного использования имеющихся коридоров существующих ВЛ. Необходимый эффект достигается при сооружении непосредственно на пикетах существующих опор новых конструкций значительно большей высоты. Одним из возможных вариантов решения подобной проблемы является проектирование и сооружение опор с узкой базой. Другим решением является применение искривленных опор с искривленным основанием, что позволяет размещать новые фундаменты рядом с существующими опорами.

Другой вариант конструкции компактных ВЛ обсуждался в совместном докладе В2-106, представленном группой авторов из Дубая и Румынии. Применение компактных конструкций позволило разместить шесть двухцепных линий 400 кВ в коридоре шириной 355 м.

Как показано на рис. 5, расстояния между осями линий составляют 48,4 м. Это позволяет выполнять обслуживание линий под напряжением. Даже при повреждении верхней части одной из опор до конструктивных элементов соседней опоры в условиях повреждения сохраняется расстояние 3,2 м, что обеспечивает безопасность группы опор, расположенной в указанном узком коридоре в подобных аварийных условиях.

В докладе В2-107, представленном четырьмя авторами из Австрии, рассматриваются вопросы экологического влияния двух ВЛ 110 кВ, расположенных в очень специфическом коридоре, значительная часть которого подвержена интенсивному подтоплению (рис. 6.) при разливах Дуная и других расположенных рядом рек. Одну из описываемых в докладе проходящих параллельно ВЛ 110 кВ планируется перевести на напряжение 220 кВ. Рассматриваются различные мероприятия, уже применяемые и дополнительно разрабатываемые с целью снижения экологического влияния этих ВЛ.

Сотрудники бразильского Научно-исследовательского института CEPEL представили доклад В2-108, посвященный проблемам экологического влияния линий постоянного тока. В течение длительного времени проводились наблюдения и измерения на ВЛ±600 кВ. По мнению авторов, в настоящее время недостаточно экспериментальных данных и расчетных методов для корректной оценки влияния линий постоянного тока. Приводятся данные сравнительного анализа параметров акустических воздействий, короны и электромагнитного поля для линий постоянного и переменного тока применительно к различным метеорологическим условиям, особенно для дождя и ветра.

Сравнительные характеристики параметров электромагнитного поля приведены в докладе B2-109 авторов, представляющих Технический университет в Праге (Чехия). Даны характеристики электромагнитного поля для шести различных типов опор ВЛ 220 кВ и 400 кВ и для марок проводов, как новых, так и тех, которые находились в эксплуатации длительное время. В докладе приведены рекомендации по снижению интенсивности поля на стандартном уровне от поверхности земли. В ходе дискуссии рассматривались также отличия от приведенных в докладе параметров электромагнитного поля ВЛ 235 кВ и 420 кВ.

В докладе В2-110 (Ирландия) обсуждаются конструкции вновь спроектированных в течение последних десятилетий опор ВЛ 220 и 400 кВ. Особое внимание сосредоточено на вопросах планирования и получения разрешительных документов, что в Ирландии чрезвычайно трудно. Многие годы уходят на преодоление процедур согласования технических и организационных решений с местными органами власти.

Доклад В2-111 ряда специалистов из сетевой компании KEPCO (Корея) посвящен описанию конструктивных особенностей и характеристик электромагнитного влияния новых компактных опор типа «бриллиант», в основу создания которых была положена идея применения изолирующих траверс (рис. 7).

Благодаря сокращенным межфазным расстояниям снижается уровень напряженности электрического и магнитного полей на уровне земли. Расчетные оценки электрических характеристик поля на уровне земли подтвердили успешность проекта создания компактной ВЛ 150 кВ.

В докладе В2-112 группа авторов из компании KEMA (Нидерланды) рассматривает ряд новых конструкций ВЛ 400 кВ, необходимость создания которых обусловлена рядом жестких требований к уровням электрического и магнитного полей, выдвинутых голландскими властями. Новые конструкции включают стальные стойки и подвижные композитные изолирующие траверсы. Многочисленные электрические и механические испытания были проведены с целью снижения рисков при практическом применении новых конструктивных решений.

Швейцарские инженеры из компании ETH (Цюрих, Швейцария) в своем докладе В2-113 описывают методы снижения акустического шума, излучаемого ВЛ, за счет применения различных гидрофобных покрытий, наносимых на поверхность проводов. На новые провода гидрофобные покрытия предлагается наносить в заводских условиях. Для старых проводов с различными сроками службы опробованы многие технологические приемы (рис. 8) нанесения покрытий в полевых условиях. Измерения показывают, что уровень шума может быть снижен на 1—2 дБ.

В дискуссии по этому докладу высказывались сомнения по поводу продолжительности действия эффекта снижения шума после выполнения процедуры нанесения гидрофобного покрытия на поверхность провода.