
- •Диагностика состояния воздушных линий электропередачи 10-110 кВ в нормальных и аварийных режимах
- •Оглавление
- •Глава 1 Проблемы эксплуатации воздушных линий в электрических сетях 10–110 кВ 10
- •Глава 2 Диагностика состояния воздушных линий 6-35 кВ 53
- •Глава 4 Регистрация параметров аварийных режимов 126
- •Глава 5 Определение места повреждения на вл по параметрам аварийных режимов 172
- •Предисловие
- •Список принятых сокращений
- •Глава 1 Проблемы эксплуатации воздушных линий в электрических сетях 10–110 кВ
- •1.1 Общие сведения о воздушных линиях электропередачи
- •1.1.1 Конструктивные элементы воздушных линий электропередачи
- •1.1.2 Провода воздушных линий
- •Свойства материалов, используемых для изготовления проводов вл
- •Марки проводов
- •1.1.4 Опоры
- •Классификация опор воздушных линий
- •1.1.5 Изоляторы
- •Полимерный изолятор
- •Классификация линейной арматуры
- •1.2 Виды и характер повреждений вл
- •Причины повреждения вл
- •1.3 Мониторинг и диагностика вл
- •1.3.2 Методы диагностирования электрооборудования
- •1.3.3 Существующие комплексы диагностики вл
- •Глава 2 Диагностика состояния воздушных линий 6-35 кВ
- •2.1 Режимы заземления нейтрали
- •2.1.1 Изолированная нейтраль
- •2.1.2 Заземление нейтрали через индуктивность
- •2.1.3 Заземление нейтрали через резистор
- •2.1.4 Глухое заземление нейтрали
- •2.1.5 Кратковременное низкоомное индуктивное заземление нейтрали
- •2.1.6 Снижение тока замыкания на землю при озз
- •2.2 Методы расчета параметров режима при повреждениях в сетях 6−35 кВ
- •2.2.1 Расчет в симметричных координатах
- •Выражения для определения сопротивлений элементов системы электроснабжения в базисных единицах
- •Приближенные значения сверхпереходной эдс и сверхпереходного сопротивления
- •Отношение х0/х1 для различных вл
- •Определение суммарного сопротивления в зависимости от вида кз
- •Зависимость коэффициента пропорциональности от вида кз
- •2.2.2 Расчет в фазных координатах
- •Зависимость полярности обмоток от маркировки силовых трансформаторов
- •2.3 Защиты от озз
- •2.3.1 Защиты, реагирующие на напряжение нулевой последовательности.
- •2.3.2 Ненаправленные токовые защиты нулевой последовательности.
- •2.3.3 Направленные токовые защиты.
- •2.3.4 Защиты с наложением тока другой частоты
- •2.3.5 Защиты, реагирующие на высокочастотные составляющие в токе нулевой последовательности
- •2.3.6 Устройства, реагирующие на ток и напряжение нулевой последовательности
- •2.4 Определение поврежденного присоединения на шинах 6-35 кВ
- •2.4.2 При двух трансформаторах тока
- •2.4.3 Практическая реализация способа
- •2.5 Определение места повреждения на вл 10 кВ по току нулевой последовательности
- •2.6 Выводы
- •3 Мониторинг и диагностика состояния элементов
- •3.1 Трасса вл
- •3.2 Провода и грозозащитные тросы
- •3.3 Линейная арматура и изоляция
- •3.4 Опоры вл
- •3.5 Фундаменты опор
- •3.6 Заземляющие устройства
- •3.7 Выводы
- •Глава 4 Регистрация параметров аварийных режимов
- •4.1 Общая структура устройств
- •4.2 Входные преобразователи тока и напряжения
- •4.3 Фильтрация входных сигналов
- •4.3.1 Общие сведения
- •4.3.2 Аналоговая фильтрация
- •4.3.3 Фильтр низких частот
- •4.3.4 Фильтр высоких частот
- •4.3.5 Полосовой фильтр
- •4.3.6 Цифровая фильтрация
- •4.4 Аналого-цифровые преобразователи
- •Погрешность ацп
- •4.4.2 Методы преобразования аналоговых сигналов
- •4.5 Принципы выполнения измерительных устройств на цифровых элементах
- •Разложение в ряд Фурье. Токи и напряжения при коротком замыкании представляют собой периодические функции с периодом Любая периодическая функция может быть представлена в виде
- •4.6 Автономные микропроцессорные системы
- •4.7 Многофункциональные микропроцессорные устройства
- •Основные технические данные регистраторов
- •4.8 Выводы
- •Глава 5 Определение места повреждения на вл по параметрам аварийных режимов
- •5.1 Математическое моделирование вл в задаче омп
- •5.2 Методы омп для одноцепной вл
- •Определение , , при различных видах короткого замыкания
- •Значение коэффициентов , и сопротивления в зависимости от вида кз
- •5.2.2 Реактансметр
- •5.2.4 Компенсационный метод
- •5.2.5 Итерационный метод полного сопротивления
- •5.3 Методы омп для двухцепной вл
- •Определение , , при различных видах короткого замыкания
- •5.3.1 Омп по разности токов
- •5.3.3 Реактансметр
- •5.3.5 Компенсационный метод
- •5.3.6 Итерационный метод полного сопротивления
- •5.4 Учет реактивной проводимости вл
- •Расчетные формулы определения расстояния
- •5.5 Программа определения места повреждения на вл
- •Используемые методы омп в зависимости от вида замеров и числа цепей вл
- •5.6 Выводы
- •Список использованных источников
- •Примеры расчета параметров вл а1. Расчет параметров одноцепной вл без троса
- •А2. Расчет параметров одноцепной вл
- •А4 Расчет параметров других видов вл
- •Определение расстояния до мп расчетными методами
- •Результаты расчета
- •Инструкция к программе омп
- •1. Работа с программой Transcop
- •2. Начало работы с программой омп
- •3. Работа с «редактором»
- •4. Работа с вкладкой «линии»
- •5. Работа с вкладкой – «провода и опоры»
- •6. Работа с вкладкой «омп»
1.3.3 Существующие комплексы диагностики вл
В настоящее время число производителей цифрового оборудования, как в стране, так и за её пределами перевалило за первую сотню. Если учесть, что каждый из них производит линейку устройств различного назначения, то обзор существующих комплексов контроля параметров ВЛ составит объемную книгу. Поэтому приведены некоторые применяемые и наиболее перспективные разрабатываемые методы диагностирования линии.
Комплекс средств для мониторинга механического напряжения проводов линии электропередачи. Основной показатель ВЛ − это наибольший ток, при котором линия может функционировать без нарушений правил техники безопасности, целостности материалов и надежности сети. Когда ток в линии увеличивается, проводник нагревается, удлиняется, и стрела провиса увеличивается. Если линия функционирует при максимально допустимой температуре, стрелы провиса могут выходить за допустимые пределы.
Фиксированные значения тепловых показателей указываются проектными институтами при проектировании линий. Такие показатели основаны на определенных представлениях о скорости ветра, температуре окружающей среды и солнечном излучении, которые обычно выбирают, ориентируясь на показатели 98 % рабочего времени. Таким образом, если линия должна функционировать 100 % времени при этих фиксированных показателях, ее температура будет ниже максимально допустимой 98 % времени. В оставшиеся 2 % времени система может подвергаться риску превышения допустимых показателей.
Для решения этой задачи можно использовать систему мониторинга ВЛ CAT-1 производства компании «Нексанс», которая для получения динамических показателей, позволяющих системе контроля и операторам линии получать и корректировать показатели линии в реальном времени, основываясь на реальных погодных условиях, выполняет следующие функции:
измерение натяжения;
измерение критических стрел провеса;
мониторинг вибраций;
локальное измерение температур.
Система CAT-1 предназначена для контроля механического напряжения провода ВЛ. Система CAT-1 передает данные о состоянии пролета линии, и программное обеспечение IntelliCAT™ рассчитывает температуру провода, стрелу провиса и дополнительные данные о натяжении для предотвращения нарушения целостности пролета, поскольку величина стрелы провиса линии электропередачи обратно пропорциональна горизонтальной компоненте натяжения.
Комплекс средств, основанных на методе контроля частичных разрядов в изоляции. С помощью метода контроля частичных разрядов в изоляции решают следующие задачи:
мониторинг состояния подвесной изоляции ВЛ по уровню и распределению частичных разрядов;
локация мест возникновения дефектов в подвесной изоляции воздушных линий различного напряжения;
регистрация импульсных перенапряжений и коротких замыканий в ВЛ, локация мест возникновения КЗ и обрывов.
Базовым прибором для системы мониторинга ВЛ является прибор «OVM-1» разработки фирмы «DIMRUS». Прибор включает в себя один универсальный канал измерения частичных разрядов и специальную плату синхронизации и обмена информацией между приборами и базовым компьютером. Несколько приборов «OVM-1» могут синхронизироваться между собой по оптической линии связи, с использованием сигналов системы GPS (и ей подобных), по радиоканалу.
Измерительный канал прибора «OVM-1» имеет программно управляемую чувствительность, поэтому может использоваться как для поиска дефектных изоляторов в линии (высокая чувствительность), так и для поиска мест возникновения коротких замыканий и обрыва проводов (низкая чувствительность).
Вторая версия прибора, имеющая марку «OVM-3», отличается наличием в одном приборе трех измерительных каналов регистрации высокочастотных импульсов, и одной платы синхронизации и обмена информацией. Такая конфигурация прибора экономически эффективна для трехфазных решений.
Комплекс средств ОМП для ускорения аварийного ремонта ВЛ. С целью обеспечения достоверности и точности дистанционного ОМП на всех ВЛ 10-110 кВ длиннее 20 км должен быть предусмотрен комплекс средств и методов ОМП.
Методы ОМП базируются на информации от цифровых устройств регистрации аварийных режимов, которые производятся разными фирмами и выбор которых на рынке достаточно велик. Регистраторы предназначены для записи, хранения и передачи дискретных сигналов (осциллограмм) в предшествующий, аварийный и послеаварийный режимы работы ВЛ, а также для решения задачи ОМП одним методом. Объединение в сеть и связь с удаленными ПК для цифрового оборудования решается автоматически.
Методам ОМП посвящена глава 5 настоящего пособия, в которой рассмотрены все существующие способы ОМП и их погрешности. Для обеспечения высокой точности ОМП с погрешностью не более 1 % предложена методика ведения регулярной работы по уточнению значений параметров элементов расчетной схемы электрической сети по архивам зафиксированных во время КЗ значений ПАР.
Для ОМП на диспетчерском пункте, с учетом реальной схемы сети путем обработки комплекта осциллограмм, получаемых из разных точек сети, может быть рекомендован программный комплекс «DiSAn/Locator». Этот метод ОМП требует быстрой перекачки цифровых осциллограмм по сетям связи.
В качестве перспективных для ВЛ средств ОМП, имеющих высокую точность и быстродействие, разрабатываются ОМП на волновых и импульсных процессах - локационные искатели. Мобильные и стационарные локационные искатели в настоящее время имеются на стадии экспериментальных образцов (гг. Казань, Новочеркасск, Брянск, Нижний Новгород).