Поиск по сайту
Начало >> Книги >> Архивы >> Совершенствование эксплуатации электросетей 1990

Опыт применения автоматизированной плавки гололеда на ВЛ 10—20 кВ - Совершенствование эксплуатации электросетей 1990

Оглавление
Об использовании валочно-пакетирующей машины ЛГМ9А для расчистки трасс ВЛ
Об увлажнении изоляции трансформаторов I, II габаритов
Тепловизионный контроль разрядников РВС
Технология ремонта под напряжением поддерживающих изолирующих подвесок ВЛ 220
Фазировка вновь вводимых ВЛ напряжением 35—110 кВ
Упрощенная проверка включения дифференциальной токовой защиты генератора
Опыт внедрения электродиализной установки
Устройство АВР на контакторах
О применении дугогасящих реакторов для повышения надежности распредсетей 6-35 кВ
Определение поврежденного участка в сети 6-10 кВ с помощью указателя повреждения
Тепловизионный контроль состояния тепловой изоляции паропроводов
Оборудование и технология тепловизионного контроля линий электропередачи с вертолета
Работы под напряжением в Феодосийском ПЭС
Локационный искатель устойчивых повреждений на линиях 35—750 кВ
Приспособления для ремонта элементов энергооборудования
Опыт сушки промасленного цеолита при ремонте мощных трансформаторов
Совершенствование нормирования потребления электроэнергии на собственные нужды крупных подстанций
Пути снижения затрат на сооружение трансформаторных подстанций городских электросетей
Защита масляных баковых выключателей от внутрибаковых перекрытий
«Суховей» для сушки изоляции мощных силовых трансформаторов
О характерных повреждениях подстанционного оборудования, приводящих к пожарам
Опыт применения автоматизированной плавки гололеда на ВЛ 10—20 кВ
Заливочный состав для кабельных муфт при низких температурах

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭЛЕКТРОСЕТЕЙ

Советско-болгарский опыт применения автоматизированной системы плавки гололеда на проводах ВЛ 10—20 кВ

АГАПИЕВ В. М., канд. техн. наук, С АЛОВ Г. М., инж., СИНЕЛЬНИКОВ В. Я., доктор техн. наук, г. София — г. Волгодонск — г. Киев

Основным звеном системы электроснабжения потребителей в сельскохозяйственных и промышленных районах являются распределительные электрические сети, которые по технико-экономическим соображениям в СССР и НРБ выполняются преимущественно воздушными линиями (ВЛ) напряжением 6— 20 кВ. Эти ВЛ по ряду причин обладают повышенной по сравнению с ВЛ более высоких напряжений аварийностью, особенно в условиях гололедно-ветровых воздействий.
В нашей стране, например, такие аварии составляют примерно 30 % общего числа повреждений на ВЛ, а продолжительность простоя в результате этих аварий — 40 % общей продолжительности всех аварийных простоев. В некоторых регионах страны эти соотношения несколько выше, например, на ВЛ восточной части Ростовской области и Калмыцкой АССР, подвергавшихся в 1981 —1985 гг. гололедным «атакам» практически ежегодно. При этом выходило из строя от 1,2 до 1,45 тыс. км ВЛ 10 кВ. Недоотпуск электроэнергии составлял миллионы киловатт-часов. За этот период только на восстановление разрушенных гололедом линий в данном регионе было затрачено более 2,5 млн. руб.
В электрических сетях северо-восточных и восточных районов НРБ также наблюдаются значительные гололедноветровые повреждения ВЛ. Так, в начале 1980-х годов в результате значительного гололедообразования, сопровождаемого ветром, в сетевых предприятиях Варны, Бургаса, Хасково, Стара Загоры, Шумена, Русе было разрушено свыше 5 тыс. опор ВЛ распределительной сети.
Недоотпуск электрической энергии составил свыше 14 млн. кВт-ч, а затраты на восстановление разрушенных линий — примерно 8 млн. левов. Подобные аварии в этом регионе НРБ повторяются в среднем каждые 4—5 лет.
Аварии в связи с гололедом на ВЛ являются одними из самых тяжелых, так как их ликвидация затруднена из-за множества повреждений на значительной территории и требуется привлечение многочисленного вездеходного транспорта и специальных механизмов, людских и материальных ресурсов.
Действие сверхнормативных механических нагрузок на конструктивные элементы ВЛ при образовании гололеда и ветре можно ослабить двумя основными способами или их сочетанием.
Пассивный способ предусматривает механическое усиление элементов ВЛ в соответствии с уточненными расчетными нагрузками. Однако, учитывая спорадичность возникновения опасных гололедных нагрузок и их кратковременность (примерно, 0,03—0,5 % полного срока эксплуатации ВЛ), экономически целесообразно применение активных способов предотвращения действия анормальных механических нагрузок. При этом наиболее проверенным и эффективным является плавка гололеда токами искусственных коротких замыканий (КЗ) или токами встречного включения источников (ВВИ).
Однако при сборке соответствующих схем плавки гололеда вручную тратится много времени, и плавка часто бывает запоздалой, поэтому безуспешной. Повысить эффективность этого процесса можно посредством автоматизации основных операций технологического процесса плавки.
Автоматизированная система плавки гололеда (АСПГ) включает в себя три основные операции: получение информации о состоянии управляемого объекта, выработку алгоритма управления, реализацию алгоритма управления.
При реализации первой операции основная роль отводится каналам связи, которые можно условно распределить по группам:
А — радиоканалы в ультракоротковолновом диапазоне;
Б — каналы ВЧ связи по проводам ВЛ;
В — проводные (кабельные) каналы связи;
Г — каналы, где носителем информации служат токи (напряжения) так называемой тональной частоты (например, 2000—4000 Гц), возбуждаемые в силовой сети;
Д — каналы, использующие в качестве носителя информации токи (напряжения) промышленной частоты, подаваемые в сеть по заданному режиму.
Реализация каналов связи по группам А, Б, В и Г требует сложного и дорогостоящего оборудования.
Киевским политехническим институтом совместно с Украинским отделением Энергосеть-проекта была разработана идея использования в качестве носителя информации токов (напряжений) промышленной частоты, подаваемых на проводах ВЛ в заданном режиме (паузами в напряжении питающей сети или наложенными сигналами постоянного тока с время-импульсной кодировкой по тракту нулевой последовательности).
На этой основе была разработана универсальная АСПГ, используемая при любой конфигурации сети. Структурная схема такой АСПГ показана на рис. 1, где у1, у2 — команды блокировки устройств релейной защиты (УРЗ); Z1, z2 — информационные сигналы от цепей напряжения и тока.
Далее приведен перечень процессов плавки гололеда с внедрением АСПГ:
дистанционное включение пункта закорачивания (ПЗ) способом КЗ или пункта резервирования питания устройством АВР при плавке методом ВВИ;
схема универсальной АСПТ
Рис. 1. Структурная схема универсальной АСПТ
блокирование УРЗ на время плавки в цепи прогреваемой линии электропередачи;
дистанционное отключение ПЗ или АВР по окончании плавки;
введение в работу УРЗ по окончании плавки.
Включение или отключение любого ПЗ (пункта АВР) осуществляется при прохождении сформированных релейным устройством фиксированных по длительности сигналов (пауз в напряжении сети) и расшифровки их релейным устройством соответствующего ПЗ (АВР). Длительность пауз напряжения на ВЛ задается включением и отключением линейного выключателя В1 (рис. 1) на подстанции ПС 1, управляемого схемой автоматики АП-П1 (сигнал Х1).
Команды воспринимаются схемами автоматики на ПЗ (АП-ПЗ) или пунктах АВР (АП-АВР), действующими на включение или отключение масляного выключателя соответствующего ПЗ или пункта АВР (сигналы х2, х3).
Схема автоматики АП-П1 (рис. 2) применительно, например к пункту закорачивания П31 работает следующим образом. Выбор объекта управления осуществляется ключом П. Команда «включение П31» подается кнопкой КВ]. При этом на электромагнит отключения Э01 выключателя В1 (рис. 1) поступает напряжение.
При отключении выключателя В1 запускается реле времени РВ1 и своим мгновенно замыкающим контактом через вспомогательный контакт выключателя В1 срабатывает на самоудержание. При этом подается напряжение на магнит включения ЭВ1 (контакт РП2.1, вспомогательный контакт выключателя В1), выключатель В1 включается. Затем срабатывает реле РП1.1 и замыкающим контактом самоудерживается (лампа ЛC1 включена).
Группой мощных контактов реле РП 1.1 блокируются цепи УРЗ. При включений масляного выключателя В1 его вспомогательный контакт разрывает цепь реле РВ1, и оно возвращается в исходное положение. Таким образом формируется фиксированная по длительности пауза напряжения (тока).
Схема АП-ПЗ (рис. 3) реагирует на эту паузу следующим образом. При отключении выключателя В1 (начало паузы) исчезает питание трансформатора Тр1. Реле времени РВ обесточивается и запускается. Обмотка реле РП1 включается на заряженный конденсатор С1 по цепи проскальзывающий контакт реле РВ — размыкающий контакт реле РП. По обмотке реле РП1 протекает ток и замыкается контакт реле РП в цепи обмотки реле РП2.
Другой замыкающий контакт реле РП подготавливает цепь электромагнита включения ЭВ масляного выключателя пункта П31. Контакт реле РП в цепи электромагнита отключения ЭО размыкается. Теперь при появлении напряжения на трансформаторе Тр1 (выключатель В1 на подстанции включен) масляный выключатель пункта П31 включается, создавая режим заданного КЗ (плавка начинается) .
В режиме КЗ напряжение в схеме ПЗ снижается до нуля и реле РВ запускается до замыкания его упорного контакта. Контакт реле РП в цепи электромагнита отключения ЭО замыкается, и цепь на отключение размыкается только контактом реле РТ на время протекания тока плавки.
При исчезновении тока плавки реле РТ замыкает свой контакт и электромагнит отключения ЭО получает питание от заряженного конденсатора СЗ. Масляный выключатель пункта П31 отключается. Автоматика повторного включения (АПВ) на ПС1 вводит в работу ВЛ 10 кВ.
Работа схем АП-П1 и АП-ПЗ построена так, что время подготовки схемы АП-ПЗ к включению выключателя пункта П31 будет меньше заданной паузы напряжения примерно на 1 с. В этот момент должно подаваться напряжение на ВЛ 10 кВ от действия схемы АП-П1. Если масляный выключатель на подстанции по какой-либо причине сработает раньше или позже, чем схема АП-ПЗ подготовит цепь на включение выключателя пункта П31, то ПЗ не включится.
Таким образом осуществляется селективность команд на включение выключателя пункта П31. Для каждого из ПЗ устанавливается своя пауза напряжения.
Рассмотренный принцип автоматизированной системы плавки гололеда нашел широкое применение в распределительных сетях Болгарии и нашей страны при организации плавки гололеда на проводах радиальных ВЛ с отпайками, а также в сетях более сложной конфигурации. Кроме того, он применяется в типовых схемных решениях, разработанных институтом Энергопроект г. София и украинским отделением Сельэнергопроект г. Киев.
В Болгарии эффективное применение АСПГ можно отметить на предприятиях энергетического снабжения «Михайловград», «София», в нашей стране — Башкирэнерго, Ставропольэнерго, Ростовэнерго, Харьковэнерго, Краснодарэнерго, Волгоградэнерго и других.
В качестве примера эффективности использования АСПГ могут служить статистические данные плавки гололеда в Ремонтненском районе электрических сетей Ростовэнерго, наиболее часто подверженном этому стихийному явлению (см. таблицу).

С внедрением достаточного числа комплектов АСПГ в этом районе с 1983 г. удается избежать массовых повреждений ВЛ 10 кВ. Случаи неуспешной работы связаны, как правило, с дефектами оборудования присоединения (привод MB, трансформаторы напряжения). Применение АСПГ наряду с традиционными методами плавки гололеда позволило Башкирэнерго практически на всех предприятиях исключить случаи массового повреждения ВЛ 10 кВ.
Московский завод «Электрощит» приступил к серийному производству комплектов АСПГ (ячейки К-108 с вакуумными выключателями), что существенно расширит места внедрения этого эффективного средства борьбы с гололедом.
Одной из важных особенностей АСПГ является ее универсальность — возможность применения в сетях любой конфигурации и даже на коротких ВЛ, когда токи КЗ превышают значения, приемлемые для длительного режима плавки. Это достигается использованием повторно-кратковременного режима (ПКР), успешно опробованного в Болгарии. Он предполагает чередование рабочих (токовых) и бестоковых интервалов в режиме плавки гололеда на проводах ВЛ.
В Болгарии Дирекцией научных исследований при НИПИЭС Энергопроект разработан и изготовлен блок автоматики Для управления выключателем на напряжение 20 кВ при создании ПКР. Длительность интервалов задается в зависимости от материала провода и его сечения и имеет существенное значение для успешного проведения плавки. Увеличение рабочих интервалов может стать причиной перегрева или даже разрушения провода, а увеличение бестоковых пауз (уменьшение рабочих периодов) — не эффективной плавки.
Принципиальная схема блока автоматики для создания ПКР (рис. 4) содержит следующие основные элементы: реле времени РВ1 — РВЗ, промежуточные реле РП1 — РПЗ, блок контактов выключателей БКВ, кнопку начала плавки КН, кнопку окончания плавки КК, сигнальную лампу ЛC, электромагнит отключения ЭО, электромагнит включения выключателя ЭВ, автомат цепей питания АП.
Схема блока автоматики должна обеспечивать:
длительность рабочего и бестокового интервалов строго заданным значениям;
ввод на время плавки устройств релейной защиты и измерений;
возможность широкого выбора интервалов;
надежность и простоту в изготовлении и эксплуатации.
При нарушении интервалов работает специальная защита. Реле РВЗ имеет уставку по времени несколько выше уставки реле РВ1. При каждом рабочем цикле реле РВЗ запускается через замыкающий контакт БКВ и реле РП1 и может действовать на отключение.
В схеме имеется защита, работающая при исчезновении оперативного напряжения. В этом случае обмотка реле РПЗ обесточивается, цепи УРЗ деблокируются и дают импульс на отключение масляного выключателя 20 кВ.
Схема автоматики ПКР впервые и успешно была опробована на радикальной ВЛ 20 кВ присоединения «Винище» ПС «Михайловград-1».

схема автоматики управления ПЗ на подстанции

Рис. 2. Принципиальная электрическая схема автоматики управления ПЗ на подстанции ПС1 (АП-П1)

электрическая схема автоматики плавки
Рис. 3. Принципиальная электрическая схема автоматики ПЗ (АП-ПЗ )
электрическая схема блока автоматики выключателя 20 кВ в повторно-кратковременном режиме
Рис. 4. Принципиальная электрическая схема блока автоматики выключателя 20 кВ в повторно-кратковременном режиме

Выводы

  1. Автоматизированная система плавки гололеда на проводах ВЛ 6—20 кВ является эффективным средством снижения аварийности в распределительных сетях среднего напряжения и требует более широкого внедрения.
  2. Система АСПГ эффективна в распределительных сетях среднего напряжения любой конфигурации, в том числе при наличии коротких ВЛ.
  3. Необходимо внедрять информационную часть АСПГ: датчики гололедообразования и каналы передачи информации о гололедной ситуации на проводах.
  4. Следует создать общесоюзный экспериментально-производственный центр по разработке и производству средств автоматики для плавки гололеда с последующим внедрением этих средств и их профилактическим обслуживанием силами этого центра на договорных условиях.
  5. Целесообразно при проектировании ВЛ 6—20 кВ в особом и IV районах по гололеду предусматривать монтаж АСПГ.


 
« Система планово-предупредительного ремонта оборудования и сетей промышленной энергетики   Современные технологии в оценке и подборе управленческих кадров »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.