- •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»
5.5 Программа определения места повреждения на вл
На кафедре ЭССиС ИрГТУ разработана компьютерная программа определения места повреждения (программа ОМП), в которой реализованы расчетные методы (п. 5.2. и п. 5.3), позволяющие по параметрам аварийного режима (токам и напряжениям КЗ в начале и конце ВЛ) определить место повреждения на ВЛ. Итоговым результатом ОМП является средневзвешенное расстояние до МП на ВЛ, которое определяется на основе расчетов расстояний всеми реализованными в программе методами. Предварительная оценка погрешности в определении расстояния до МП ± 1 км. В настоящее время программа ОМП проходит тестовые испытания по данным о повреждениях ВЛ-110 кВ филиала «ВЭС» ОАО «ИЭСК» за период 2009−2012 г.г. (см. п. 1.2.3).
Реализованные в программе ОМП расчетные методы имеют в сравнении друг с другом преимущества и недостатки, которые проявляются в каждом конкретном случае повреждения ВЛ в разной степени. Поэтому для повышения точности ОМП представляется целесообразным использовать при расчетах все известные методы ОМП, чтобы максимально использовать преимущества методов и уменьшить влияние их недостатков.
На точность ОМП расчетными методами оказывают влияние погрешности параметров схемы замещения ВЛ (сопротивлений и проводимостей). Для уменьшения этого влияния в программе ОМП предусмотрен расчет значений параметров конкретной ВЛ в фазных и симметричных координатах с учетом конструктивных особенностей ВЛ: геометрии (типов) опор, отсутствия или наличия одного, двух и т. д. грозозащитных тросов, отсутствия или наличия транспозиции проводов, стрелы провеса и др.
Параметры КЗ, необходимые для ОМП, измеряются в момент КЗ и фиксируются в памяти ПК цифровыми регистраторами аварийных процессов (ЦРАП, ООО «Парма», г. Санкт-Петербург), установленными в начале и конце ВЛ на шинах ПС. Поэтому до начала работы с программой ОМП с помощью программы Transcop получают значения фазных токов и напряжений на линии в момент КЗ. Transcop – это универсальная программа просмотра, анализа и печати данных, входящая в комплект стандартной поставки приборов производства ООО «Парма» (г. Санкт-Петербург). Программа написана для операционной системы Windows и может использоваться на PC компьютерах, где установлен Windows 95 или выше.
Структурная схема определения места повреждения на ВЛ с помощью программ Transcop и ОМП показана на рис. 5.18.
Инструкция к программе ОМП дана в приложении В.
Результаты работы программы ОМП представляются на вкладке «ОМП» в таблице «методы: расстояние до места повреждения (км) …» (рис. 5.19). Для примера рассмотрено КЗ на двухцепной ВЛ 110 кВ «Баяндай – Качуг» филиала «Восточные электрические сети» ОАО «ИЭСК» длиной 115,72 км. Аварийное отключение линии с успешным АПВ произошло 08.08.08 в 02.40.
В первой колонке таблицы дан список всех реализованных в программе ОМП расчетных методов. При расчете расстояния до ОМП на ВЛ набор используемых методов из общего списка зависит от вида замеров и числа цепей (табл. 5.5).
Таблица 5.5