- •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»
Примеры расчета параметров вл а1. Расчет параметров одноцепной вл без троса
А1.1 Задача
Рассчитать сопротивления линии длиной 10 км, выполненной на опорах П220-1 (рис. А.1), для тока промышленной частоты (f = 50 Гц). Марка провода АС-300/66. Транспозиция отсутствует. Стрелой провеса проводов пренебречь.
А1.2 Решение:
Расчет продольных сопротивлений ВЛ.
Погонное активное сопротивление провода марки АС-300/66
Rп = 0.102 Ом/км.
Радиус провода марки АС-300/66
П = 12.5∙10-3 м.
Эквивалентный радиус провода
м.
Погонное, собственное продольное сопротивление каждого фазного провода, Ом/км:
.
Погонные взаимные продольные сопротивления, Ом/км:
;
;
.
Матрица погонных продольных сопротивлений линии, определенная по (1.20), Ом/км:
.
Матрица погонных продольных сопротивлений линии длиной 10 км, Ом :
.
Матрица погонных продольных сопротивлений линии в симметричных координатах, Ом/км:
.
Недиагональные элементы получившейся матрицы не равны нулю.
По формуле (1.24) определим среднее геометрическое расстояние между фазными проводами:
м.
Подставив Dср.геом вместо Dij в выражение (1.19), получим
0.291 Ом/км.
Подставив это значение в матрицу погонных продольных сопротивлений линии вместо всех недиагональных элементов и воспользовавшись формулой (1.23), получим, Ом/км:
.
В полученной матрице все недиагональные элементы нулевые.
Определим продольные погонные сопротивления прямой, обратной и нулевой последовательностей:
Из вышеизложенных расчетов видно, что продольные сопротивления в СК, полученные по Dср и по формулам (1.25), совпадают. Для получения сопротивлений 10 км линии необходимо матрицы погонных продольных сопротивлений линии увеличить в 10 раз.
Расчет поперечного сопротивления ВЛ
Рассчитаем поперечные погонные сопротивления данной линии. Находим погонные потенциальные коэффициенты :
км/нФ;
км/нФ;
км/нФ; км/нФ; км/нФ; км/нФ.
Составляем матрицу погонных потенциальных коэффициентов, км/нФ:
.
Определяем матрицу погонных емкостных коэффициентов , нФ/км:
.
Для случая, когда рассчитываются параметры трехфазной линии электропередачи без троса, погонные емкостные коэффициенты можно определить по следующим выражениям:
где определитель ∆ равен:
Значения потенциальных коэффициентов:
Определяем частичные погонные емкости:
САА = 11 + 12 + 13 = 7.256 − 0.855 − 1.327 = 5.074 нФ/км;
СВВ = 21 + 22 + 23= − 0.855 + 7.434 − 0.641 = 6.607 нФ/км;
ССС = 31 + 32 + 33= − 1.327 − 0.641 + 7.576 = 5.608 нФ/км;
САВ = СВА = 12 = 21 = 0.855 нФ/км;
САС = ССА = 13 = 31 = 1.327 нФ/км;
СВС = ССВ = 23 = 32 = 0.641 нФ/км.
Определим емкостные сопротивления для линии длиной 10 км по формуле (1.41):
МОм;
МОм;
МОм;
МОм;
МОм;
МОм.
Определим поперечные емкости в симметричных координатах.
Матрица погонных потенциальных коэффициентов, вычисленная ранее, не является диагональной. Поэтому матрица емкостных коэффициентов также недиагональна. Если такую матрицу перевести по формуле (1.42) в симметричные координаты, то полученная матрица будет полностью заполненой. Следовательно, будет отсутствовать главное преимущество метода расчета в симметричных координатах – а именно, отсутствие взаимосвязи между различными последовательностями, − и данную трехфазную схему в ФК нельзя будет представить тремя однофазными в СК.
Определим :
Определим собственные и взаимные погонные потенциальные коэффициенты:
км/нФ;
км/нФ.
Полученная матрица погонных потенциальных коэффициентов, км/нФ:
.
Определим матрицу погонных емкостных коэффициентов ср, нФ/км:
.
Определим матрицу погонных емкостных коэффициентов в СК 012, нФ/км:
Погонные емкости линии нулевой, прямой и обратной последовательностей:
нФ/км;
нФ/км;
нФ/км.
Отсюда, искомые сопротивления нулевой, прямой и обратной последовательностей линии длиной 10 км соответственно равны:
МОм;
МОм;
МОм.