1.3 Некоторые эксплуатационные аспекты работы распределительных сетей ВН
Воздушные линии
Сильные ветры, обледенение и т.п. могут привести к соприкосновению проводов воздушных линий, тем самым вызывая мгновенное (то есть недолговременное) короткое замыкание. Пробой изоляции из-за повреждений керамических или стеклянных изоляторов, вызванных частицами, находящимися в воздухе, из-за небрежного обращения с оружием или из-за сильно загрязненных поверхностей изоляторов может привести к короткому замыканию на землю. Многие из этих аварийных режимов самоустраняющиеся. Например, в сухих условиях поврежденный изолятор очень часто может продолжать работать, не обнаруживая свое повреждение, но во время грозы его пробой на землю (например, на металлическую несущую конструкцию) очень вероятен. Более того, загрязненные поверхности обычно вызывают пробой на землю только во влажных условиях.
Канал прохождения тока короткого замыкания практически всегда принимает форму электрической дуги, интенсивное тепловыделение от которой высушивает каналы прохождения тока и, до некоторой степени, восстанавливает их изоляционные свойства. За это время защитные устройства устранения короткого замыкания обычно успевают сработать, т.е. происходит перегорание предохранителей или отключение выключателя. Опыт показывает, что в большинстве случаев восстановление питания путем замены предохранителей или повторным включением выключателя проходит успешно. По этой причине существует возможность значительно улучшить бесперебойность питания высоковольтных воздушных распределительных сетей путем применения схем автоматического повторного включения (АПВ) выключателей в начале данных сетей.
Такие автоматические схемы позволяют осуществлять несколько операций повторного включения, если первая попытка не удастся, с регулируемым временем задержки между последовательными попытками (чтобы произошла деионизация воздуха в месте короткого замыкания) до срабатывания блокирующего устройства автоматического выключателя после всех (обычно трех) неудачных попыток.
Бесперебойность электроснабжения достигаются и путем дистанционного управления секционными выключателями и автоматическими разъединителями, работающими совместно с выключателем автоматического повторного выключения.
Последняя схема проиллюстрирована последовательностями, показанными на рис. B14 на следующей странице.
Принцип действия заключается в следующем: если после двух попыток автоматического повторного выключения (АПВ) выключатель отключается, короткое замыкание считается долговременным, и пока источник отключен, линия обесточена, линейный выключатель отключен для того, чтобы изолировать часть сети до третьей попытки АПВ. В этом случае возможны два варианта:
изолируемая линейным выключателем сеть (система);
короткое замыкание в секции, находящейся выше по цепи линейного сетевого выключателя. В этом случае выключатель отключится и заблокируется. Таким образом, схема сетевого линейного выключателя предоставляет возможность восстановления подачи питания некоторым потребителям в случае возникновения долговременного короткого замыкания.
Рис. B14: Циклы автоматического повторного включения выключателя, управляющего высоковольтным радиальным распределением
Централизованное дистанционное управление, основанное на системе SCADA (диспетчерское управление и сбор данных) и современных раз-работках в области информационных технологий, находит все более широкое применение в странах, в которых сложность сильно взаимосвязанных систем оправдывает затраты.
Несмотря на то, что эти меры значительно улучшили надежность питания от высоковольтных воздушных линий, потребители должны, там где это необходимо, применять свои собственные устройства, противодействующие возникновению мгновенных перебоев питания (между повторными включениями), например:
бесперебойный резервный источник питания;
освещение, не требующее охлаждения перед повторным включением.
Подземные кабельные сети
Короткие замыкания в подземных кабельных сетях иногда вызваны плохим качеством работы монтеров-кабельщиков или кабелеукладчиков, но в большинстве случаев связаны с повреждениями, нанесенными инструментами, например, киркой, пневматической дрелью или землеройной машиной, используемыми другими коммунальными службами. Пробой изоляции иногда происходит в вводно-кабельных шкафах из-за перенапряжений, в особенности в тех местах высоковольтной системы, где воздушная линия соединяется с подземным кабелем. В этом случае перенапряжения обычно возникают из-за электромагнитных возмущений в атмосфере с учетом эффекта отражения электромагнитных волн; в соединительной коробке «В-Л-Кабель» (где резко изменяется волновое сопротивление цепи) они могут достигать значений, при которых происходит пробой изоляции. В таких местах часто устанавливаются устройства защиты от перенапряжений, такие как разрядники. Короткие замыкания в кабельных сетях возникают реже, чем в воздушных линиях, но они практически всегда являются долговременными, что требует больше времени для их обнаружения и ремонта, чем в воздушных линиях.
При возникновении короткого замыкания в кольцевой схеме питания, подачу питания всем потребителям можно быстро восстановить, когда выявлена поврежденная часть кабеля. Однако, если короткое замыкание возникнет в радиальной линии (фидере), задержка в его обнаружении и выполнении ремонтных работ может занять несколько часов и окажет влияние на всех потребителей, находящихся ниже по цепи от места возникновения короткого замыкания. В случае если бесперебойное питание очень важно для всех или нескольких установок, необходимо обеспечить резервный источник питания. Оборудование резервного источника питания описано в главе Е, разделе 1.4.
Дистанционное управление высоковольтными сетями
Дистанционное управление высоковольтными линиями питания полезно для уменьшения времени простоя в случае возникновения короткого замыкания в кабеле, так как оно предоставляет собой быстрое и эффективное средство для образования кольцевой схемы питания. Это достигается при помощи телеуправляемых выключателей с моторным приводом, установленных на некоторых подстанциях в составе кольцевой схемы и связанных с соответствующими центрами дистанционного управления. На подстанцию с дистанционным управлением всегда можно подать питание через дистанционную команду, тогда как остальным абонентам придется ожидать последующих ручных операций.
