Технические решения по снижению диэлектрических потерь электроэнергии в токопроводах при её передаче от офшорных ветровых электростанций

Владимир Николаевич Вариводов; Дмитрий Игоревич Ковалев; Дмитрий Владиславович Голубев; Екатерина Максимовна Воронкова

doi:10.34831/EP.2023.1098.1.007

Технические решения по снижению диэлектрических потерь электроэнергии в токопроводах при её передаче от офшорных ветровых электростанций

Владимир Николаевич Вариводов, Дмитрий Игоревич Ковалев, Дмитрий Владиславович Голубев, Екатерина Максимовна Воронкова

Аннотация

На базе Национального исследовательского университета «МЭИ» в рамках проекта по созданию токопровода с полимерно-газовой изоляцией для передачи электроэнергии оффшорных ветроустановок проводится исследование по разработке изоляционных конструкций токопроводов высокого класса напряжения. Статья посвящена разработке и обоснованию конструктивного исполнения специального токопровода с комбинированной изоляцией (полимерно-газовой) для прокладки в морской воде для передачи электрической энергии от ветроустановок, где для повышения электрической прочности и сокращения габаритов токопровода используется полимерное покрытие токоведущих элементов, а для снижения потерь электроэнергии применяется основная газовая изоляция. Представлены технические решения по исполнению линейных и соединительных секций токопроводов с полимерно-газовой изоляцией. Выполнен анализ распределения напряжённости электрического поля в коаксиальном промежутке, демонстрирующий особенности конструктивных решений для линейных секций.

По проведённым авторами расчётам, применение газовой изоляции в специальных токопроводах позволит снизить диэлектрические потери электроэнергии в них не менее чем в 2 -- 2,5 раза

Ключевые слова

изоляционные системы, системы распределения энергии, энергоэффективность, энергосбережение, ветроустановка

Полный текст:

PDF

Литература

National Grid Electricity Transmission [Electronic resource]: Tech. Rep. // Offshore development information statement. -- U.K., London, Sep. 2011. – (http://www.nationalgrid.com/uk/Electricity/OffshoreTransmission/ODIS/Cu rrentStatement/).

Mai, T. Exploration of high-penetration renewable electricity futures study [Text]: Tech. Rep. NREL/TP-6A20- 52409-1 / T. Mai, R. Wiser, D. Sandor, G. Brinkman, G. Heath, P. Denholm, D. J. Hostick, N. Darghouth, A. Schlosser, K. Strzepek // National Renewable Energy Laboratory.

Negra, N.B. Loss evaluation of HVAC and HVDC transmission solutions for large offshore wind farms [Text] / N.B. Negra, J. Todorovic, T. Ackermann // Elect. Power Syst. Res. – 2006. -- Vol. 76, No. 11. – P. 916 -- 927.

Bozhko, S. Large offshore DFIG- based wind farm with line-commutated HVDC connection to the main grid: Engineering studies [Text] / S. Bozhko, G. Asher, R. Li, J. Clare, L. Yao // -- IEEE Trans. Energy Convers. -- 2008. -- Vol. 23, No. 1. – P. 119 -- 127.

Gomis-Bellmunt, O. Topologies of multiterminal HVDC-VSC transmission for large offshore wind farms [Text] / O. Gomis-Bellmunt, J. Liang, J. Ekanayake, R. King, N. Jenkins // Elect. Power Syst. Res. – 2011. -- Vol. 81, No. 2. – P. 271 -- 281.

Varivodov, V.N. (2022). The primary aspects of improving the electrical strength of cast epoxy insulation on high-voltage devices [Text] / V.N. Varivodov, D.I. Kovalev, D.V. Golubev, E.M. Voronkova // WSEAS Transactions on Power Systems. – 2022. – No. 17. – P. 103 -- 116. – (doi:10.37394/232016.2022.17.12).

Kovalev, D.I. Development of insulation systems for high-voltage busbars with solid insulation [Text] / D.I. Kovalev, V.N. Varivodov, D.V. Golubev, G.Z. Mirzabekyan // Russian Electrical Engineering. – 2021. – Vol. 92(4). – P. 185 -- 192. – (doi:10.3103/S1068371221040039).

Бортник, И.М. Электрофизические основы техники высоких напряжений [Электронный ресурс]: учеб. для вузов / И.М. Бортник [и др.] -- М.: Издательский дом МЭИ, 2016. – (https://www.studentlibrary.ru/book/ISBN9785383010174.html).

Электрооборудование и электроустановки переменного тока на напряжение от 1 до 750_кВ. Общие методы испытаний электрической прочности изоляции [Текст]: ГОСТ Р 55194-2012. – Введ. 2014-01-01. – М.: Стандартинформ, 2015.

Sato, J. Solid Insulated Switchgear and Investigation of its Mechanical and Electrical Reliability [Text] / J. Sato, K. Susumu, S. Osamu, M. Masaru, T. Shimizu, M. Homma // Electrical Engineering in Japan. – 2011. -- Nol. 174, No. 4. – P. 28 -- 36.

DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2023.1098.1.007