На сегодняшний день существует три альтернативных варианта передачи больших мощностей на сверхдальние расстояния: электропередача по воздушным линиям переменным током, электропередача постоянного тока, требующие обязательного использования выпрямляющих и инверторных установок, электропередача с помощью кабельных линий, использующих эффект сверхпроводимости, что требует дополнительного охлаждения сверхпроводящих кабелей.
При решении задачи распределения потоков мощности вблизи мест сосредоточения нагрузок могут быть использованы также различные решения, связанные с применением компактных ВЛ, газоизолированных КЛ, а также многоцепных комбинированных ВЛ.
Одним из главных факторов, ограничивающих пропускную способность сверхдальних ВЛ переменного тока, является значительная собственная продольная индуктивность фазных проводников. Для того чтобы в значительной степени нивелировать значение данного фактора, в середине XX в. профессором Николаем Филипповичем Ракушевым был предложен способ достижения явления самокомпенсации продольной индуктивности за счет собственной емкости фазных проводников, образующейся между двумя параллельно проложенными проводами [1]. Однако эффективность подобной конструкции ставилась современниками под сомнение.
Первоочередной задачей, реализация которой рассмотрена в данной статье, является анализ физических процессов в самокомпенсирующихся воздушных линиях электропередачи, использующих стандартные конструкции проводов и опор. Для выполнения данной задачи была проведена серия электрических расчетов для двух базовых конструкций разомкнутых воздушных ЛЭП, а именно для РЛЭП, использующих расщепленную конструкцию фазы [2], и РЛЭП на базе двухцепных воздушных ЛЭП, использующих каждую из цепей ЛЭП в качестве прямой и обратной составляющей общего участка самокомпенсации [3].
Перед тем как задаваться какими-либо параметрами электропередачи, определим некоторые основные формулы и теоретические выкладки, необходимые для расчета.