Создание комплекса электрооборудования 1150 кВ - Испытания оборудования

Испытания образцов оборудования на опытных стендах и электропередаче Экибастуз — Урал. Для накопления опыта монтажа, эксплуатации, проверки работоспособности внутренней изоляции при длительном воздействии рабочего напряжения с наложением коммутационных перенапряжений, а также для разработки методов профилактических испытаний три фазы оборудования были установлены на мощных испытательных стендах: две фазы на МИС г. Тольятти и одна — на подстанции «Белый Раст».
На стендах проводились испытания оборудования в условиях, максимально приближенных к эксплуатационным. Исследовалась электрическая прочность изоляции оборудования при воздействии номинального и повышенного напряжений, при коммутационных перенапряжениях, а также изучались механические характеристики оборудования.
Испытания оборудования проводились в различных атмосферных условиях (в ясную погоду, при дожде, снеге, сильном тумане) не только при длительном приложении рабочего и повышенного напряжений, но и при коммутационных перенапряжениях. Состояние изоляции силового оборудования контролировалось путем регистрации частичных разрядов электрическим методом и при помощи хроматографического анализа газов, растворенных в масле. Для определения механического состояния реактора при длительном воздействии повышенного напряжения измерялся уровень шума.
В таблице приведены данные о наработке оборудования при нормальном и повышенном напряжениях, указано количество коммутаций, выполненных на оборудовании. Наибольшие перенапряжения на оборудовании наблюдались при отключении реактора выключателем или включателем-отключателем; они достигали 1800 кВ. При этом частота колебаний напряжения была близка к 1000 Гц. В подавляющем большинстве случаев перенапряжения ограничивались разрядником. Срабатывания разрядника наблюдались и при положительной и при отрицательной полярностях напряжений. Пробивные напряжения разрядника при испытаниях оборудования в сухом состоянии находились в пределах 1540—1800 кВ, при дожде — в пределах 1420—1540 кВ.
Напряжения на контактах выключателя и включателя-отключателя в основном ограничивались разрядником и в этих случаях не превышали 1500 кВ. Если разрядник не работал, напряжение на контактах выключателя было в пределах 2750 кВ, на контактах включателя-отключателя — 2650 кВ.

Рис. 5. Основные схемы, использованные при испытании оборудования 1150 кВ на электропередаче Экибастуз—Кокчетав

При включении автотрансформатора 1150 кВ со стороны 500 кВ частота перенапряжений составила около 4000 Гц, их амплитуда изменялась в достаточно широких пределах, в зависимости от угла включения выключателя, от 1000 до 1650 кВ. При включении автотрансформатора в ряде опытов наблюдалось срабатывание разрядника. При углах включения выключателя, близких к нулю, возникали токи намагничивания, достигавшие 6000 А.
После поставки оборудования   на промышленную электропередачу Экибастуз — Кокчетав — Кустанай на ней также был проведен большой объем испытаний (ПО ДЭП, ВЭИ, ВНИИЭ, СибНИИЭ, Союзтехэнерго) по основным схемам, показанным на рис. 5. При этом оценивалась работоспособность отдельных узлов и видов оборудования, проверялась справедливость предварительных расчетов, уточнялись математические модели, используемые для расчета режимов, уровней перенапряжений, и эффективность защиты от них, определялась допустимость коммутаций по коммутационным и квазиустановившимся перенапряжениям.
Большое количество коммутаций было выполнено по схемам (рис. 5, а, б, в), что позволило построить вероятностные зависимости распределения перенапряжений и ударных коэффициентов при этих опытах. При испытаниях по этим схемам распределение перенапряжений и ударных коэффициентов подчинялось нормальному закону. При включении холостого автотрансформатора максимальное перенапряжение достигло 1450 кВ (ударный коэффициент 1,65). Среднее значение ударного коэффициента — 1,2, среднеквадратическое отклонение — 17 %.
При включении блочной схемы (рис. 5, б) максимальное перенапряжение составило 1340 кВ (ударный коэффициент 1,39) на питающем конце и 1300 кВ (ударный коэффициент 1,43) на разомкнутом конце. Средние значения ударных коэффициентов составили 1,17 и 1,24, среднеквадратические отклонения 6 и 10,5 % для начала и конца линии соответственно. При включении линии по схеме рис. 5, в максимальные перенапряжения в начале линии 1250 кВ (ударный коэффициент 1,43), на конце линии 1450 кВ (ударный коэффициент 1,54). Средние значения ударных коэффициентов в начале линии и конце практически совпали и составили 1,3, среднеквадратические отклонения в начале линии 7,8 %, в конце — 8,4 %.
С вероятностью 2 % при включении блочной схемы ударные коэффициенты могут достигать в начале линии 1,35, в конце линии 1,5, при включении холостой линии 1,5 и 1,6 соответственно.
Невысокие значения перенапряжений при включении линии по блочной схеме и линии с одним реактором в начале и двумя на конце объясняются действием предвключаемых резисторов выключателя 1150 кВ. С увеличением времени введения предвключаемых резисторов в пределах 10—20 мс ударный коэффициент уменьшается в среднем на 15 %, в пределах 10—16 мс — на 8— 10 %.
Успешно были выполнены опыты и по схемам рис. 5, г, д, е, ж. При возникновении коротких замыканий в ЛЭП 1150 кВ Экибастуз—Кокчетав зарегистрированы коммутационные перенапряжения, достигающие 1400 кВ. В настоящее время передача работает при напряжении 1150 кВ и нагрузке 900—1200 МВт.