АПВ на кабельно-воздушных линиях. Немного истории

Page 1
background image

Page 2
background image

86

АПВ на кабельно-воздушных линиях

 

Немного истории

В

 

предыдущем

 

номере

 

журнала

«

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ

Передача

 

и

 

рас

-

пределение

» (

 3 

за

 2018 

год

была

 

опубликована

 

статья

 «

Селективное

 

автома

 

ти

 

ческое

 

повторное

 

включение

 

кабельно

-

воздушных

 

линий

 

электропере

-

дачи

 

напряжением

 110 

кВ

 

и

 

выше

». 

В

 

коллектив

 

авторов

 

вошли

 

сразу

 10 

специалистов

представ

-

ляющих

 

три

 

известные

 

организа

 

ции

АО

 «

НТЦ

 

ФСК

 

ЕЭС

», 

ПАО

 «

ФСК

 

ЕЭС

» 

и

 

ОАО

 «

ВНИИР

».

Несмотря

 

на

 

внушительную

 

команду

 

исследо

-

вателей

 

и

 

интерес

 

ную

 

тематику

ряд

 

положений

 

статьи

 

способен

 

вызывать

 

вопросы

.

да

дачи

чи н

ОБРАТНАЯ

СВЯЗЬ

С

татья

 

в

 

 3(48) 

описы

-

вает

 

один

 

из

 

давно

 

из

-

вестных

 

способов

 

обес

-

печения

 

селективного

 

АПВ

 

на

 

кабельно

-

воздушных

 

ли

-

ниях

  (

КВЛ

) 110–500 

кВ

который

 

заключается

 

в

 

фиксации

 

токов

 

в

 

экранах

 

кабелей

Однако

 

первая

 

же

 

фраза

 

в

 

тексте

 

статьи

 

такова

«

В

 

статье

 

рассмотрен

 

новый

 

ме

-

тод

  (

имеется

 

патентная

 

заявка

выполнения

 

системы

 

селектив

-

ного

 

автоматического

 

повторного

 

включения

  (

АПВ

для

 

кабельно

-

воздушных

 

линий

 

электропереда

-

чи

». 

Приведенная

 

фраза

 

читается

 

таким

 

образом

что

 

именно

 

авто

-

ры

 

статьи

 

первыми

 

предложили

 

организовывать

 

селективное

 

АПВ

 

на

 

КВЛ

 

путем

 

измерения

 

токов

 

в

 

экранах

 

кабелей

 

и

 

теперь

 

соби

-

раются

 

патентовать

 

свое

 

изобре

-

тение

Возможно

эта

 

трактовка

 

вовсе

 

не

 

подразумевалась

 

при

 

написании

 

материала

однако

на

 

всякий

 

случай

чтобы

 

исключить

 

какие

-

либо

 

недоразумения

озна

-

комим

 

читателей

 

с

 

уже

 

накоплен

-

ным

 

мировым

 

и

 

российским

 

опы

-

том

 

по

 

АПВ

.

Мировой

 

опыт

 

по

 

организации

 

АПВ

 

на

 

КВЛ

 

отражен

 

в

 

достаточ

-

но

 

объемной

 

брошюре

 CIGRE [1],

опубликованной

 

еще

 

в

 2014 

году

Там

 

подробно

 

описано

что

 

су

-

ществует

 

большое

 

число

 

разных

 

технических

 

способов

 

по

 

защи

-

те

 

кабелей

 

на

 

КВЛ

В

 

частности

в

 

п

. 4.5.7 

рассказывается

 

о

 

реше

-

нии

представленном

 

на

 

рисунке

 1. 

Оно

 

заключается

 

в

 

оснащении

 

КЛ

 110–500 

кВ

имеющих

 

одно

-

стороннее

 

заземление

 

экранов

трансформаторами

 

тока

 

(

ТТ

), 

установленными

 

в

 

том

 

месте

где

 

экран

 

заземлен

В

 

случае

если

 

ТТ

 

зафиксирует

 

заметный

 

ток

то

 

это

 

классифицируется

 

как

 

короткое

 

замыкание

 (

КЗ

в

 

кабеле

и

 

далее

 

выдается

 

команда

 

запретить

 

АПВ

 

на

 

КВЛ

частью

 

которой

 

является

 

поврежденный

 

кабель

Согласно

 [1] 

описанное

 

реше

-

ние

 

распространено

 

во

 

Франции

Также

 

о

 

нем

например

можно

 

прочитать

 

в

 

официальном

 

катало

-

ге

  «

Кабельные

 

системы

 

высокого

 

напряжения

 110–500 

кВ

» 

фран

-

цузской

 

фирмы

 NEXANS. 

Перевод

 

каталога

 

на

 

русский

 

язык

 

на

 

стра

-

нице

 12 

содержит

 

заголовок

 

про

 

защиту

  «

масса

-

земля

» 

и

 

необхо

-

димое

 

описание

 

этого

 

метода

 

за

-

щиты

 

КЛ

 

от

 

повторного

 

включения

 

на

 

КЗ

состоящего

 

в

 

измерении

 

то

-

ков

 

в

 

экранах

 

КЛ

Фирма

 NEXANS 

является

 

одним

 

из

 

мировых

 

лиде

-

ров

 

в

 

области

 

кабельных

 

линий

 

и

 

не

 

станет

 

информировать

 

своих

 

клиентов

 

о

 

техническом

 

решении

которое

 

не

 

прошло

 

достаточную

 

проверку

 

в

 

эксплуатации

Поэтому

 

можно

 

смело

 

утверждать

что

 

ре

-

шение

 

по

 

организации

 

АПВ

 

на

 

КВЛ

 

за

 

счет

 

фиксации

 

токов

 

в

 

односто

-

ронне

 

заземленных

 

экранах

 

ка

-

белей

 (

рисунок

 1) 

уже

 

к

 2014 

году

 

было

 

достаточно

 

опробовано

 

и

 

хо

-

рошо

 

себя

 

зарекомендовало

.

Опираясь

 

на

 

положительный

 

опыт

 

французских

 

энергосистем

в

 2015 

году

 

в

 

России

 

было

 

пред

-

ложено

 

расширить

 

область

 

при

-

менения

 

технологии

 

измерения

 

токов

 

в

 

экранах

Например

в

 

ста

-

тье

 [2] 

с

 

помощью

 

рисунка

 2 

по

-

яснялось

как

 

можно

 

организовать

 

селективное

 

АПВ

 

на

 

КВЛ

если

 

экраны

 

имеют

 

не

 

одностороннее

 

заземление

  (

как

 

на

 

рисунке

 1), 

а

 

двустороннее

 

или

 

двустороннее

 

с

 

транспозицией

По

 

своей

 

сути

на

 

рисунке

 2 

дана

 

дифференци

-

альная

 

защита

 

КЛ

построенная

 

на

 

принципе

 

измерения

 

токов

 

в

 

экранах

 

по

 

концам

 

КЛ

 

и

 

сравне

-

нии

 

друг

 

с

 

другом

 

направлений

 

их

 

прохождения

Если

 

КЗ

 

непосред

-

ственно

 

в

 

кабеле

то

 

при

 

любой

 

схеме

 

заземления

 

токи

 

в

 

экранах

 

Рис

. 1. 

Защита

 

кабеля

 

с

 

односторонним

 

заземлением

 

экранов

 (

п

. 4.5.7 

из

 [1])

КАБЕЛЬНЫЕ

ЛИНИИ


Page 3
background image

87

по

 

концам

 

КЛ

 

направлены

 

одина

-

ково

 (

в

 

землю

) — 

появление

 

таких

 

токов

 

является

 

причиной

 

для

 

за

-

прета

 

АПВ

.

Еще

 

одна

 

отечественная

 

ста

-

тья

 [3] 

по

 

АПВ

 

на

 

КВЛ

 

была

 

опу

-

бликована

 

в

 2017 

году

Основное

 

внимание

 

в

 

ней

 

было

 

уделено

 

коммутационным

 

перенапряже

-

ниям

 

при

 

АПВ

однако

 

нашлось

 

место

 

и

 

для

 

подробной

 

классифи

-

кации

 

видов

 

АПВ

что

 

встречают

-

ся

 

на

 

кабельно

-

воздушных

 

линиях

 

110–500 

кВ

Также

 

в

 [3] 

даны

 

спо

-

собы

 

установки

 

ТТ

 

по

 

концам

 

ка

-

белей

 (

рисунок

 3):

 

на

 

фазный

 

провод

 

ВЛ

 

вблизи

 

от

 

муфты

 

КЛ

 (

ТТ

ВЛ

); 

 

на

 

кабель

 

непосредственно

 

под

 

муфтой

 

КЛ

 (

ТТ

КЛ

); 

 

на

 

кабель

 

и

 

одновременно

 

на

 

его

 

экран

чтобы

 

выделить

 

ток

 

в

 

жиле

 (

ТТ

Ж

); 

 

только

 

на

 

экран

 

кабеля

 

ТТ

Э

.

Упомянутое

 

в

 [3] 

многообразие

 

способов

 

подключения

 

ТТ

 

связано

 

не

 

только

 

с

 

тем

что

 

на

 

рынке

 

дав

-

но

 

уже

 

представлены

 

ТТ

 

различно

-

го

 

типа

 

и

 

конструкций

но

 

и

 

с

 

жела

-

нием

 

принимать

 

верное

 

решение

 

по

 

пуску

/

запрету

 

АПВ

 

в

 

тех

 

ситу

-

ациях

когда

 

КЗ

 

случилось

 

непо

-

средственно

 

в

 

концевой

 

муфте

.

Наилучшим

 

вариантом

гаран

-

тирующим

что

 

КЗ

 

в

 

муфте

 

будет

 

КЗ вне кабеля

КЗ в кабеле

Рис

. 2. 

Прохождение

 

токов

 

в

 

экранах

 

однофазных

 

кабелей

 

в

 

зависимости

 

от

 

места

 

повреждения

а

при

 

одностороннем

 

заземлении

 

экранов

 (

показана

 

только

 

поврежденная

 

фаза

); 

б

при

 

двустороннем

 

заземлении

 

экранов

 (

пока

-

зана

 

только

 

поврежденная

 

фаза

); 

в

при

 

транспозиции

 

экранов

 (

показаны

 

все

 

три

 

фазы

)

а

)

б

)

в

)

распознано

 

как

 

авария

 

на

 

кабель

-

ном

 

участке

 

с

 

последующим

 

за

-

претом

 

АПВ

является

 

установка

 

ТТ

ВЛ

Однако

 

данный

 

вариант

 

яв

-

ляется

 

наиболее

 

дорогостоящим

Варианты

 

с

 

установкой

 

разъ

-

емных

 

ТТ

  (

оптических

 

или

 

элек

-

тромагнитных

на

 

кабель

 

или

 

на

 

экран

 

заметно

 

проще

 

и

 

дешевле

но

 

для

 

них

 

существует

 

вероят

-

ность

что

 

КЗ

 

в

 

муфте

 

будет

 

клас

-

сифицировано

 

как

 

повреждение

 

на

 

ВЛ

 

с

 

последующим

 

АПВ

 

и

 

се

-

рьезными

 

разрушениями

 

обору

-

дования

  (

вследствие

 

разлета

 

ча

-

стей

 

муфты

).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Изложенное

 

показывает

что

 

прин

-

цип

 

организации

 

селективного

 

АПВ

 

на

 

КВЛ

 110–500 

кВ

 

за

 

счет

 

установ

-

ки

 

трансформаторов

 

тока

 

в

 

экраны

 

КЛ

 

и

 

их

 

включения

 

в

 

дифферен

-

циальную

 

схему

 

защиты

 

является

 

далеко

 

не

 

новым

 

и

 

известен

по

 

крайней

 

мере

с

 2014–2015 

годов

Разумеется

не

 

новым

 

является

 

и

 

применение

 

для

 

кабелей

 

оптиче

-

ских

 

трансформаторов

 

тока

В

 

ка

-

честве

 

примера

 

на

 

рисунке

 4 

дана

 

фотография

 

концевой

 

муфты

 

клас

-

са

 220 

кВ

сделанная

 

в

 2014 

году

 

на

 

одной

 

из

 

испанских

 

линий

в

 

осна

-

щении

 

которой

 

принимала

 

участие

 

компания

 Arteche. 

Как

 

видно

под

 

каждой

 

муфтой

 

установлена

 

опти

-

ческая

 

петля

 

трансформатора

 

тока

.

Итак

с

 

учетом

 

сказанного

не

 

вполне

 

ясно

в

 

чем

 

коллектив

 

ав

-

торов

 

статьи

 

в

 

 3(48) 

за

 2018 

год

 

(

АО

 «

НТЦ

 

ФСК

 

ЕЭС

», 

ПАО

 «

ФСК

 

ЕЭС

», 

ОАО

  «

ВНИИР

») 

усмотрел

 

новизну

 

своего

 

решения

и

 

как

 

со

-

брался

 

его

 

патентовать

Также

 

хо

-

чется

 

отметить

что

 

не

 

ясен

 

и

 

вы

-

бор

 

объекта

 

для

 

применения

 

устройства

 

АПВ

 — 

разве

 

не

 

опасно

вместо

 

рядовых

 

КВЛ

 110–220 

кВ

тестировать

  «

новое

» 

устройство

 

сразу

 

на

 

КВЛ

 500 

кВ

где

 

цена

 

ошибки

 

слишком

 

велика

?  

Дмитриев

 

М

.

В

., 

к

.

т

.

н

., 

доцент

 

СПбПУ

плита

экрана

опорный
изолятор

муфта

ВЛ

КЛ

ППС

жила

экран

СПЭ

ТТ

ВЛ

ТТ

КЛ

ТТ

Э

ЗУ

ТТ

Ж

Рис

. 3. 

Варианты

 

установки

 

ТТ

 

вблизи

 

от

 

концевой

 

муфты

 

кабеля

ЛИТЕРАТУРА

1.  Short Circuit Protection of Circuits 

with Mixed Conductor Technologies 
in Transmission Networks / CIGRE 
Working Group B5.23, 2014, p. 241.

2. 

Дмитриев

 

М

.

В

АПВ

 

на

 

воздушно

-

кабельных

 

линиях

 

класса

 110–

500 

кВ

 // 

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ

Передача

 

и

 

распределение

, 2015, 

 1(28). 

С

. 68–73.

3. 

Дмитриев

 

М

.

В

Кабельно

-

воздуш

-

ные

 

линии

Цикл

 

АПВ

 

и

 

коммута

-

ционные

 

перенапряжения

 // 

Ново

-

сти

 

Электротехники

, 2017, 

 5, 6. 

С

. 80–84.

Рис

. 4. 

Внешний

 

вид

 

оптических

 

дат

-

чиков

установленных

 

под

 

муфтой

 4 (49) 2018


Читать онлайн

В предыдущем номере журнала «ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» (№ 3 за 2018 год) была опубликована статья «Селективное автома ти ческое повторное включение кабельно-воздушных линий электропередачи напряжением 110 кВ и выше». В коллектив авторов вошли сразу 10 специалистов, представляющих три известные организа ции: АО «НТЦ ФСК ЕЭС», ПАО «ФСК ЕЭС» и ОАО «ВНИИР». Несмотря на внушительную команду исследователей и интерес ную тематику, ряд положений статьи способен вызывать вопросы.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»