23 июня 2018
 
2020  

 

Инновационные предложения и научные дискуссии в целях повышения надежности линий электропередачи

Инновационные предложения и научные дискуссии в целях повышения надежности линий электропередачи

Оцените материал
(8 голосов)

13 декабря в головном офисе «Россетей» состоялось очередное очное заседание секции «Технологии и оборудование линий электропередачи» научно-технического совета (НТС) компании. Заседание проходило под председательством заместителя Председателя Правления ПАО «ФСК ЕЭС», руководителя секции НТС ПАО «Россети» Павла Корсунова. В работе секции приняла участие директор издательства журнала «ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» Екатерина Гусева.

Повестка заседания была сформирована в соответствии с планом работы секции, утвержденном на заседании Президиума НТС в сентябре 2017 года и включала в себя обсуждение по трем вопросам:

  1. Интеллектуальная система плавки гололёда на проводах и грозозащитных тросах воздушных линий электропередачи от универсальной установки плавки гололёда.
  2. Разработка комплекса мер по снижению аварийности на ВЛ АО «Тюменьэнерго» в сложных инженерно-геологических, климатических и геокриологических условиях.
  3. Защита кабельных сетей от перенапряжений.

Сергей Шовкопляс, инженер, ассистент кафедры «Электрические станции и электроэнергетические системы» энергетического факультета ЮРГПУ(НПИ)           С докладом по первому вопросу выступил Сергей Шовкопляс, инженер, ассистент кафедры «Электрические станции и электроэнергетические системы» энергетического факультета ЮРГПУ(НПИ), который сообщил собравшимся о потенциальных возможностях интеллектуальной системы плавки гололёда (СПГ) на проводах и грозозащитных тросах ВЛ. В частности, предлагаемый к разработке опытно-промышленный образец универсальной установки плавки гололёда (УУПГ), состоящий из управляемого тиристорного выпрямителя, высоковольтного тиристорного коммутатора и низковольтного автономного резонансного инвертора реализует способ плавки гололёда импульсами постоянного тока (сверхнизкой частоты) как одновременно на трёх фазах (КПД схемы до 99%) и изолированных тросах, так и поочерёдно: «фаза - фаза» в 2 цикла (КПД 75%), «фаза - две фазы» в 3 цикла (КПД 67%), «фаза - фаза» цикл и «фаза - две фазы» цикл (КПД 86%).

Для схем плавки гололёда с использованием УУПГ характерно увеличение тока плавки гололёда практически до максимально допустимого значения, уменьшение мощности на плавку гололёда, а также уменьшение времени вывода из работы проплавляемых ВЛ и экономия электроэнергии, затрачиваемой на плавку гололёда.

УУПГ при переводе в режим автономного резонансного инвертора осуществляет плавку гололёда индуктированным током повышенной частоты на многократно заземлённых грозозащитных тросах ВЛ на подходах к ПС.

За счёт дискретного (релейного) управления УУПГ (угол открытия близкий к нулю) не требуется компенсация реактивной мощности и дополнительных искажений формы питающего напряжения при увеличении угла открытия при импульсно-фазовом управлении.

Для переключения схем соединения проводов фаз ВЛ не требуются разъединители плавки, управляемые персоналом, а применяется тиристорный коммутатор, так как у тиристорных плеч высокий коммутационный ресурс. Отказ от разъединителей плавки гололёда, используемых ранее для переключения схем соединения проводов фаз ВЛ, удешевляет систему плавки гололёда на ВЛ и увеличивает надежность работы схемы плавки гололёда.

Блок конденсаторов, используемый УУПГ в режиме автономного резонансного инвертора, можно эксплуатировать как устройство компенсации реактивной мощности на ПС.

д.т.н., профессор, академик АЭН, заслуженный энергетик РФ и СНГ Иван ЛевченкоНаучный руководитель проведенных работ – д.т.н., профессор, академик АЭН, заслуженный энергетик РФ и СНГ Иван Левченко отметил положительный эффект от внедрения в опытную эксплуатацию УУПГ по сравнению с существующей на «пилотной» подстанции системой плавки гололёда переменным током по способу трёхфазного КЗ,: увеличение тока плавки гололёда, уменьшение мощности на плавку гололёда, а также уменьшение времени вывода из работы проплавляемых ВЛ и экономия электроэнергии, затрачиваемой на плавку гололёда. На примере осенне-зимнего периода получено расчётом уменьшение: требуемой полной мощности на плавку гололёда до 53% (9,2 МВт), времени вывода из работы проплавляемых ВЛ до 64 % (суммарно 17 часов) и экономия электроэнергии – до 72% (суммарно 90 тыс. кВт·ч) Группой компаний «Россети» будут проработаны объекты электросетевого комплекса (подстанции и воздушные линии электропередачи), на которых может быть реализован результат рассмотренного НИОКР.

Начальник отдела композитных материалов Центра композитных материалов и сверхпроводимости Дирекции инновационного оборудования и энергоэффективности АО «НТЦ ФСК ЕЭС» Александр МерзляковАлександр МерзляковПо второму вопросу с докладом «Разработка комплекса мер по снижению аварийности на АО «Тюменьэнерго» в сложных инженерно-геологических, климатических и геокриологических условиях» выступил Начальник отдела композитных материалов Центра композитных материалов и сверхпроводимости Дирекции инновационного оборудования и энергоэффективности АО «НТЦ ФСК ЕЭС» Александр Мерзляков.

В настоящее время в АО «Тюменьэнерго» проводится научно-исследовательская работа, в результате которой при помощи созданного авторами ГИС-проекта осуществляется пространственный анализ данных и опыта эксплуатации ВЛ 35, 110, 220 кВ АО «Тюменьэнерго» (далее – ВЛ АО «Тюменьэнерго»). Работа выполняется в два этапа. На момент рассмотрения вопроса на НТС ПАО «Россети» на первом этапе выявлены связи существующей аварийности с данными о природных климатических и геокриологических условиях в соответствии с требованиями ПУЭ-7 расчётных климатических условий, заложенных при проектировании ВЛ АО «Тюменьэнерго».

Разработан ГИС-проект, предназначенный для нанесения трасс ВЛ на картографическую основу, хранения пространственной и технической информации о них, с учётом данных опыта эксплуатации ВЛ. Нанесены трассы действующих ВЛ 35 – 220 кВ АО Тюменьэнерго на картографическую основу в среде ArcGIS. По результатам анализа аварийных отключений ВЛ АО «Тюменьэнерго», произошедших по причине климатических воздействий (морозное пучение свай, гололёдо-изморозевые отложения, пляска проводов и т.п.), было определено направление по разработке комплекса мероприятий.

 Основной причиной отключения ВЛ АО «Тюменьэнерго» являются атмосферные перенапряжения (70% от общего количества отключений из-за перенапряжений в следствии грозовых воздействий).

 При посещении филиалов АО «Тюменьэнерго» специалистами АО «НТЦ ФСК ЕЭС» был отмечен достаточно высокий уровень ведения технической и эксплуатационной документации.

В рамках выполнения второго этапа работы разработаны рекомендации по повышению надежности фундаментов, предложено новое конструкторское решение из трубчатых свай с продольными лопастями по борьбе с морозным пучением свай фундамента опор ВЛ. Разработанная методика расчета касательных сил морозного пучения и сил, удерживающих сваи от выпучивания, позволила провести сравнительный анализ различных вариантов фундаментных конструкций опор ВЛ, и разработать рекомендации по применению различных типов свай в условиях вечномерзлых грунтов, сильно- и чрезмерно-пучинистых грунтов. Разработаны предложения по проектированию фундаментов опор ВЛ, учитывающие природно-климатические особенности, позволяющие снизить аварийность ВЛ АО «Тюменьэнерго». Предложена технология перестановки опор ВЛ на поверхностные фундаменты с 3 точками опирания без демонтажа проводов и тросов, без снятия напряжения.

В рамках работы подтверждена эффективность применяемых АО «Тюменьэнерго» решений по борьбе с морозным пучением в виде крестовых свай и «лежневых фундаментов» с 4 точками опирания, ранее разработанных АО «Тюменьэнерго» в рамках НИОКР.

Предложенный пространственный метод анализа и сопоставления принятых расчетных климатических нагрузок впервые применен при выполнении данной научно-исследовательской работы.

Участниками заседания НТС ПАО «Россети» был одобрен разработанный АО «НТЦ ФСК ЕЭС» ГИС-проект, который может быть использован для проведения пространственного анализа ВЛ любого региона.

По результатам рассмотрения представленных документов Техническим советом АО «Тюменьэнерго» будет сформирован вывод и дано соответствующее заключение о возможности использования результатов работы для производственных или управленческих нужд организации и получения будущих экономических выгод.

         Большое внимание было уделено и вопросам повышения надежности кабельных линий. С докладом на тему: «Защита кабельных сетей от перенапряжений» выступил к.т.н., доцент Санкт-Петербургского Политехнического университета, научный редактор журнала «ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» Михаил Дмитриев.к.т.н., доцент Санкт-Петербургского Политехнического университета, научный редактор журнала «ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» Михаил Дмитриев

По его сообщению, в нормативной документации, есть ряд не урегулированных вопросов, что при широком толковании нормативной документации дает свободу проектным организациям в выборе технических решений, и в ряде случаев уже привело к авариям в сетях.

Для исправления ситуации было предложено сформулировать выводы из уже накопленных к настоящему моменту расчетов и опыта эксплуатации, в частности:

  1. Защита от грозовых перенапряжений кабельных участков воздушных линий 6-500 кВ требуется вне зависимости от их протяженности. Для защиты кабеля на переходных опорах требуется установка ОПН соответствующего кабелю класса напряжения 6-500 кВ. Требования пункта 4.2.154 ПУЭ, разрешающего не устанавливать защитные устройства от грозовых перенапряжений на воздушных линиях с кабельными участками длиной более 1.5 км должно быть пересмотрено или усилено в стандартах предприятия.
  2. Необходимо снять разночтения по нормированию сопротивления заземления для переходных пунктов. Сопротивление переходных пунктов кабельно-воздушных линий должно быть обосновано расчетами или однозначно нормировано.
  3. В случае использования АПВ на кабельно-воздушных линиях кабельные участки необходимо оснащать средствами защиты, которые не позволят включить линию под напряжение при наличии короткого замыкания на кабельном участке.
  4. Необходимо учесть опыт работы отдельных энергосистем и рассмотреть целесообразность обязательного требования установки защиты кабельных линий 6-10 кВ от коммутационных перенапряжений в сетях с изолированной (компенсированной) нейтралью. В частности практика показывает, что установка ОПН целесообразна, когда кабельные линии подключены к трансформаторам (силовым или измерительным), двигателям или другим устройствам с витковой изоляцией, в других случаях ОПН могут приводить к дополнительным отказам, а их защитные функции не востребованы.
  5. С учетом существующего запаса по изоляции и сложностей по эксплуатации необходимо рассмотреть и уточнить вопрос требований к рабочему напряжению ОПН при защите оболочек однофазных кабелей 35-500 кВ от импульсных (грозовых и коммутационных) перенапряжений. Использование ОПН с рабочим напряжением 8-10 кВ обеспечит возможность испытаний оболочки кабелей постоянным напряжением 10 кВ без необходимости отключения ОПН.
  6. Необходимо уточнить вопросы сооружения узлов транспозиции экранов кабелей 35-500 кВ, где отсутствуют рекомендации в части норм заземления коробок транспозиции и длины соединительных проводов между транспозиционными муфтами экранов кабелей 35-500 кВ.

На секции принято решение рекомендовать по ряду вопросов организовать дополнительные обсуждения на НТС и организовать выпуск информационных писем и/или корректировки НТД.

Членами секции «Технологии и оборудование линий электропередачи» были рассмотрены предложения в план работы на 2018 год. На данный момент членами НТС, его экспертами, а также руководителями дочерних структур компании «Россети», предложено около полутора десятка актуальных тем по вопросам повышения надежности ЛЭП всех типов и классов напряжения. Все предложения рассматриваются членами секции в рабочем порядке. Для повышения эффективности обсуждения отдельные предложенные темы объединяются и дополняются смежными вопросами. Итоговый план работы секции планируется сформировать и утвердить на первом заседании 2018 года.

Журнал «ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» будет продолжать информировать Вас о всех важных событиях в электросетевом комплексе России. Следите за нашей лентой новостей!

Чтобы иметь своевременный доступ ко всей актуальной аналитической информации, рекомендуем оформить подписку на издание.

Прочитано 732 раз

Оставить комментарий

Убедитесь, что вы вводите (*) необходимую информацию, где нужно
HTML-коды запрещены

Подпишитесь на новости для профессионалов

 

Наши подписчики всегда вовремя получают самую достоверную информацию. Узнают первыми о предстоящих событиях и мероприятиях энергетической отрасли. Бесплатно получают эксклюзивные спецвыпуски журнала. Имеют возможность задать любой вопрос и получить быстрый ответ!

Вашу информацию увидят

Хотите выйти на большой рынок? Увеличить географию продаж? Тогда мы Вам поможем!  Воспользуйтесь эксклюзивным предложением, только для организаций, работающих в отрасли!

Позвоните по номеру +7 (495) 645-1241

И получите Ваше персональное предложение!