- •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»
2.6 Выводы
В электрических сетях 6−35 кВ в России формально разрешены к применению все принятые в мировой практике способы заземления нейтрали, кроме глухого заземления: изолированная, компенсированная и резистивно-заземленная, начинает применяться и четвертый – с резистором и дугогасящим реактором в нейтрали. Проводятся исследования по кратковременному низкоомному индуктивному заземлению нейтрали. Не менее 75 % всех аварийных повреждений в электрических сетях 6−35 кВ связаны с ОЗЗ. Для снижения тока замыкания на землю, применяются специальные компенсирующие устройства − дугогасящие катушки.
Длительная работа сети с заземленной фазой нежелательна − допускается работа сети с заземлением одной фазы только в течение 2 часов. Расчет ОЗЗ можно выполнять как в фазных координатах, так и в симметричных координатах. Расчет режима замыканий в фазных координатах является наиболее предпочтительным для сетей 6−35 кВ, так как позволяет рассчитывать все виды коротких замыканий и замыканий на землю.
Качественные селективные защиты от ОЗЗ по ряду причин отсутствуют (по статистике селективные токовые защиты от ОЗЗ отсутствуют на 80 % подстанций России), и в сетях поиск поврежденного присоединения при ОЗЗ в основном ведется поочередным отключением присоединений.
Предлагается способ устранения режима замыкания на землю с помощью современной телемеханики, построенной на цифровых измерительных преобразователях.
3 Мониторинг и диагностика состояния элементов
ВЛ 10-110 кВ
Основной целью мониторинга состояния ВЛ и диагностики элементов ВЛ 10−110 кВ является обеспечение работоспособности линий, сохранение ее пропускной способности и минимизация затрат на восстановительный и капитальный ремонты электросетевого оборудования.
Вопросам мониторинга состояния ВЛ и диагностики элементов и узлов ВЛ уделяется большое внимание. В последнее время, с развитием современных цифровых способов и устройств для мониторинга и диагностики, а также с уменьшением стоимости цифрового оборудования, подход к решению этих задач приобрел новое качество. А именно, появились компьютерные комплексы для постоянного наблюдения за состоянием ВЛ.
Это позволяет накапливать статистику изменения параметров линии, что, в свою очередь, на основе использовании достаточного объема репрезентативной статистики, полученной в результате многолетнего мониторинга эксплуатационного состояния основных элементов линий электропередачи, позволит своевременно выявлять дефектное оборудование и прогнозировать с приемлемой точностью работоспособность ВЛ.
Цифровые методы обработки данных позволили увеличить точность современных способов определения параметров линейного оборудования с помощью:
ультразвуковой диагностики;
вибродиагностики;
электрохимической диагностики;
метода акустической эмиссии;
тепловых методов контроля;
методов, основанных на выявлении коронного и частичных разрядов и др.
Это позволяет получать количественные оценки эксплуатационного состояния всех элементов и узлов линий электропередачи, и создавать информационную базу для решения задачи минимизации затрат в процессе планирования ремонтной кампании.
Нормативными документами [2, 17, 18] предусматриваются регулярные работы по оценке технического состояния ВЛ. К этим работам относятся очередные и внеочередные осмотры, профилактические проверки и обследования, в состав которых входят:
комплексная проверка трассы и охранной зоны ВЛ;
различные виды проверок состояния опор и оттяжек;
различные виды проверок фундаментов опор и оттяжек;
проверка проводов, грозозащитных тросов и арматуры;
проверка изоляторов;
проверка заземляющих устройств;
наблюдения за образованием гололеда.
Осмотры без подъема на опоры должны производиться не реже 1 раза в год, верховые осмотры с выборочной проверкой состояния проводов и тросов в зажимах и дистанционных распорках − не реже 1 раза в 6 лет.