О воздействии атмосферных перенапряжений на воздушные линии электропередачи 110 кВ

background image

background image

22

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 4(35), 

декабрь

 2024

О

 

воздействии

 

атмосферных

 

перенапряжений

 

на

 

воздушные

 

линии

 

электропередачи

 110 

кВ

Статья

 

посвящена

 

рассмотрению

 

вопросов

 

воздействия

 

ат

-

мосферных

 

перенапряжений

 

на

 

воздушные

 

линии

 

электро

-

передачи

 110 

кВ

Повышение

 

грозоупорности

 

воздушных

 

линий

 

необходимо

 

решать

 

в

 

комплексе

 

с

 

вопросами

 

повы

-

шения

 

устойчивости

 

нагрузки

 

с

 

учетом

 

требований

 

норма

-

тивных

 

документов

 

и

 

экономической

 

целесообразности

Основное

 

количество

 

аварийных

 

отключений

которое

 

рас

-

следуется

 

и

 

учитывается

а

 

также

 

влияет

 

на

 

оценку

 

эффек

-

тивности

 

работы

 

филиала

составляют

 

грозовые

 

отклю

-

чения

 

ВЛ

 110 

кВ

 

с

 

успешным

 

автоматическим

 

повторным

 

включением

Приведены

 

экономические

 

потери

 

электросе

-

тевой

 

организации

 

при

 

аварийном

 

отключении

 

с

 

успешным

 

АПВ

 

реальной

 

линии

.

Виталий

 

БУТКЕВИЧ

заместитель

 

главного

 

инженера

 

по

 

эксплуатации

 

филиала

 

АО

 «

Россети

 

Тюмень

» 

Сургутские

 

электрические

 

сети

Ильнур

 

ИДИЯТУЛЛИН

,

первый

 

заместитель

 

директора

 — 

главный

 

инженер

 

филиала

 

АО

 «

Россети

 

Тюмень

» 

Сургутские

 

электрические

 

сети

Ильяр

 

УРАЗАЛИЕВ

начальник

 

Службы

 

эксплуатации

 

и

 

ремонта

 

подстанций

 

филиала

 

АО

 «

Россети

 

Тюмень

» 

Сургутские

 

электрические

 

сети

С

читается

что

 

электроэнергетика

 

имеет

 

преимущества

 

перед

 

другими

 

видами

 

энергетики

 

из

-

за

 

относительной

 

легкости

 

передачи

 

электроэнергии

в

 

том

 

чис

-

ле

 

на

 

большие

 

расстояния

и

 

удобства

 

ее

 

потребления

В

 

обосновании

 

пре

-

имуществ

 

электроэнергетики

 

значение

 

имеет

 

слово

  «

относительной

», 

так

 

как

 

процесс

 

передачи

 

электроэнергии

 

нельзя

 

назвать

 

простым

 

и

 

легким

А

 

то

что

 

электро

-

энергию

 

в

 

настоящее

 

время

 

нельзя

 

запасать

 

и

 

расходовать

 

по

 

необходимости

еще

 

боль

-

ше

 

усложняет

 

процессы

 

выработки

 

и

 

передачи

 

электроэнергии

 

и

 

предъявляет

 

серьезные

 

требования

 

к

 

надежности

 

элементов

 

схемы

 

передачи

 

электроэнергии

Процессы

 

генерации

передачи

 

и

 

потребления

 

электроэнергии

 

необходимо

 

оцени

-

вать

изучать

 

и

 

оптимизировать

 

в

 

целом

Повышение

 

надежности

 

одного

 

элемента

 

из

 

указанных

 

процессов

 

может

 

оказаться

 

нецелесообразным

 

и

 

привести

 

к

 

необоснованным

 

финансовым

 

затратам

Степень

 

надежности

 

звена

передающего

 

электроэнергию

долж

-

на

 

соответствовать

 

обоснованным

 

требованиям

 

потребителя

которые

 

должны

 

исходить

 

из

 

требований

 

нормативно

-

технических

 

документов

в

 

том

 

числе

 

п

. 1.2.19 

Правил

 

эксплу

-

атации

 

электроустановок

 [1]. 

При

 

обосновании

 

требований

 

к

 

надежности

 

сети

 

электроснабжения

 

электроприемни

-

ков

 

потребителей

 «

завышение

» 

требований

 

может

 

привести

 

к

 

удорожанию

 (

иногда

 

значи

-

Воздушные

 

линии


background image

23

тельному

как

 

строительства

так

 

и

 

эксплуатации

 

элементов

 

сети

 

электроснабжения

Реализация

 

потребителем

 

меро

-

приятий

 

по

 

повышению

 

устойчивости

 

нагрузки

 

позволяет

 

«

сбалансировать

» 

требования

 

к

 

надежности

 

питающей

 

сети

 

и

 

структуру

 

нагрузки

исключить

  «

завышение

» 

требований

 

к

 

надежности

 

питающей

 

сети

Многие

 

проблемы

 

в

 

вопросах

 

передачи

 

электроэнергии

 

решались

 

и

 

решаются

 

при

 

ведущем

 

участии

 

отраслевой

 

на

-

уки

 

и

 

использовании

 

результатов

 

фундаментальных

 

иссле

-

дований

Одним

 

из

 

элементов

 

схемы

 

передачи

 

электроэнергии

 

являются

 

высоковольтные

 

воздушные

 

линии

 

электропере

-

дачи

 (

ВЛ

). 

Для

 

филиала

 

АО

 «

Россети

 

Тюмень

» 

Сургутские

 

электрические

 

сети

как

 

и

 

для

 

большинства

 

электросетевых

 

организаций

воздушные

 

линии

 

электропередачи

 — 

это

 

очень

 

важный

 

и

 

ответственный

 

элемент

 

электрической

 

сети

.

ВЛ

 110 

кВ

 

и

 

электрооборудование

 

подстанций

 

мо

-

гут

 

быть

 

представлены

 

количественным

 

эквивалентом

 

(

электрическими

 

условными

 

единицами

для

 

выполнения

 

экономических

 

расчетов

 

и

 

оценок

Количество

 

условных

 

единиц

 

ВЛ

 110 

кВ

 

составляют

 

в

 5 

раз

 

меньше

 

условных

 

единиц

чем

 

оборудование

 

подстанций

обслуживаемых

 

филиалом

Проведем

 

анализ

 

технологических

 

нарушений

 

в

 

период

 

с

 2018 

по

 2022 

годы

информация

 

о

 

которых

 

отражена

 

в

 

таб

-

лице

 1.

Статистические

 

данные

 

о

 

технологических

 

нарушениях

 

за

 

период

 

с

 2018 

по

 2022 

год

 

представлены

 

на

 

рисунке

 1. 

Анализируя

 

приведенные

 

в

 

таблице

 1 

значения

можно

 

утверждать

:

 

 

количество

 

аварийных

 

отключений

 

ВЛ

 110 

кВ

 

в

 6,7 

раза

 

выше

чем

 

отключений

 

остального

 

подстанционного

 

оборудования

что

 

составляет

 87% 

от

 

общего

 

числа

 

аварийных

 

отключений

;

 

 

основной

 

причиной

 

большинства

 

аварийных

 

отклю

-

чений

 

ВЛ

 110 

кВ

 

являются

 

атмосферные

 

грозовые

 

Табл

. 1. 

Технологические

 

нарушения

 (2018–2022 

гг

.)

 

п

/

п

Количество

 

технологических

 

нарушений

Год

2018

2019

2020

2021

2022

1

Всего

 

электросетевого

 

оборудования

из

 

них

:

21

35

67

71

22

1.1

Оборудования

 

подстанций

4

5

7

7

5

1.2

Воздушных

 

линий

 110 

кВ

из

 

них

:

17

30

60

64

17

1.2.1

Воздействие

 

сторонних

 

лиц

ветровые

 

нагрузки

 

и

 

т

.

д

.

14

13

6

12

4

1.2.2

Грозовые

 

отключения

из

 

них

:

3

17

54

53

12

1.2.2.1

Грозовые

 

отключения

 

с

 

неуспешным

 

АПВ

0

1

6

13

0

1.2.2.2

Грозовые

 

отключения

 

с

 

успешным

 

АПВ

3

16

48

40

12

Рис

. 1. 

Статистические

 

данные

 

о

 

технологических

 

нарушениях

 (2018–2022 

гг

.)

 

Оборудование

 

подстанций

 

Воздушные

 

линии

 110 

кВ

,

из

 

них

:

 

Воздействие

 

сторонних

 

лиц

,

ветровые

 

нагрузки

 

и

 

т

.

д

.

 

Грозовые

 

отключения

,

из

 

них

:

 

Грозовые

 

отключения

с

 

неуспешным

 

АПВ

 

Грозовые

 

отключения

с

 

успешным

 

АПВ

14%

26%

13%

87%

74%

86%


background image

24

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 4(35), 

декабрь

 2024

перенапряжения

 

и

 

составляют

 74% 

от

 

общего

 

числа

 

отключений

 

ВЛ

 110 

кВ

;

 

 

значительную

 

часть

 

аварийных

 

отключений

 

ВЛ

 110 

кВ

вызванных

 

атмосферными

 

перенапряжениями

состав

-

ляют

 

отключения

 

с

 

успешными

 

автоматическими

 

повтор

-

ными

 

включениями

 

однократного

 

действия

  (

УАПВ

линий

позволяющие

 

повторно

 

включать

 

линию

 

после

 

самоустранения

 

нарушения

 

изоляции

 — 86% 

от

 

общего

 

числа

 

грозовых

 

отключений

;

 

 

часть

 

аварийных

 

отключений

 

с

 

неуспешным

 

АПВ

 

ВЛ

 

110 

кВ

вызванных

 

атмосферными

 

перенапряжениями

в

 

общем

 

количестве

 

грозовых

 

отключений

 

незначитель

-

на

 

и

 

составляет

 14% 

от

 

числа

 

грозовых

 

отключений

.

Можно

 

сделать

 

вывод

что

 

значительное

 

количество

 

аварийных

 

отключений

 

составляют

 

грозовые

 

отключения

 

ВЛ

 

110 

кВ

 

с

 

успешным

 

АПВ

 (

около

 50% 

аварийных

 

отключений

 

от

 

общего

 

числа

 

всех

 

технологических

 

нарушений

). 

В

 

свою

 

очередь

перерывы

 

электроснабжения

 

потребителей

 

даже

 

первой

 

категории

 

на

 

время

 

АПВ

 

допускаются

 

без

 

отрица

-

тельных

 

последствий

 

для

 

потребителя

 [1].

В

 

филиале

 

выполняются

 

мероприятия

 

по

 

повышению

 

грозоупорности

 

воздушных

 

линий

реализация

 

которых

 

всег

-

да

 

требует

 

финансовых

 

затрат

Поэтому

 

повышение

 

грозо

-

упорности

 

воздушных

 

линий

 

электропередачи

 

необходимо

 

решать

 

в

 

комплексе

 

с

 

вопросами

 

повышения

 

устойчивости

 

нагрузки

с

 

учетом

 

требований

 

нормативных

 

документов

 

и

 

экономической

 

целесообразности

При

 

аварийном

 

отключении

 

ВЛ

 

с

 

успешным

 

АПВ

 

про

-

исходит

 

перерыв

 

электроснабжения

 

потребителя

 

на

 

время

 

бестоковой

 

паузы

 

АПВ

 

и

 «

сброс

» (

снижение

нагрузки

Да

-

лее

 

следует

 «

набор

» 

нагрузки

 (

восстановление

 

нагрузки

 

до

 

предаварийных

 

значений

).

Можно

 

дать

 

оценку

 

экономическим

 

потерям

 

энергоснаб

-

жающей

 

организации

 

при

 

аварийном

 

отключении

 

воздушной

 

линии

 

с

 

успешным

 

АПВ

При

 

отключении

 

ВЛ

 110 

кВ

 

Полоц

-

кая

 — 

Агат

 

с

 

нагрузкой

 26 

МВт

 

происходит

 

перерыв

 

электро

-

снабжения

 

на

 

время

 2 

секунды

и

 

после

 

АПВ

 

восстановление

 

нагрузки

 

с

 10 

МВт

 

до

 26 

МВт

 (

до

 

предаварийных

 

значений

происходит

 

в

 

течении

 42 

минут

Необходимо

 

отметить

что

 

значительная

 

часть

 

нагрузки

 

является

 

двигательной

.

На

 

рисунке

 2 

показан

 

график

 

набора

 

нагрузки

 

при

 

грозо

-

вом

 

отключении

 

ВЛ

 110 

кВ

 

Полоцкая

 — 

Агат

 

после

 

успешно

-

го

 

АПВ

 

с

 

односторонним

 

питанием

.

Финансовые

 

потери

 

энергоснабжающей

 

организации

 

при

 

аварийном

 

отключении

 

ВЛ

 110 

кВ

 

состоят

 

из

 

недоотпу

-

щенной

 

электроэнергии

 

потребителям

 

за

 

время

 

бестоковой

 

паузы

 

при

 

успешном

 

АПВ

 

и

 

снижения

 

потребления

 

электро

-

энергии

 

в

 

течение

 

восстановительного

 

периода

.

Величина

 

недоотпущенной

 

электроэнергии

 

будет

 

равна

:

W

 = 

W

УАПВ

 + 

W

восст

 

АПВ

 = 0,014 + 5,6 = 5,614 (

МВт

·

ч

),

где

 

W

УАПВ

 — 

недоотпущенная

 

электроэнергия

 

при

 

успешном

 

АПВ

 

в

 

период

 

бестоковой

 

паузы

 

при

 

АПВ

МВт

·

ч

W

восст

 

АПВ

  — 

недоотпущенная

 

электроэнергия

 

при

 

успешном

 

АПВ

 

в

 

тече

-

ние

 

восстановительного

 

периода

МВт

·

ч

.

При

 

этом

 

финансовые

 

потери

 

в

 

денежном

 

выражении

 

за

 

недоотпущенную

 

электроэнергию

 

в

 

результате

 

одного

 

ава

-

рийного

 

отключения

 

будут

 

составлять

:

Воздушные

 

линии

Рис

. 2. 

График

 

набора

 

нагрузки

 

ВЛ

 110 

кВ

 

Полоцкая

 — 

Агат

 

после

 

грозового

 

аварийного

 

отключения

 

с

 

УАПВ

 

с

 

односторонним

 

питанием


background image

25

D

 = 

W

 · T = 9813 (

руб

.),

где

 

D

 — 

финансовые

 

потери

руб

.; 

W

 — 

недоотпущенная

 

электроэнергия

 

за

 

одно

 

аварийное

 

отключение

МВт

·

ч

; T — 

тариф

руб

.

При

 

грозовом

 

отключении

 

ВЛ

 110 

кВ

 

с

 

неуспешным

 

АПВ

 

на

 

подстанциях

 

работает

 

автоматический

 

ввод

 

резерва

 

(

АВР

), 

в

 

результате

 

чего

 

время

 

перерыва

 

электроснабжения

 

будет

 

незначительным

и

 

величина

 

недоотпущенной

 

элек

-

троэнергии

 

за

 

одно

 

аварийное

 

отключение

 

будет

 

сравнима

 

с

 

величиной

 

недоотпущенной

 

электроэнергии

 

при

 

успешном

 

АПВ

 

W

УАПВ

.

Рассмотрим

 

вариант

 

воздушной

 

линии

 

с

 

наибольшим

 

ко

-

личеством

 

отключений

 

в

 

грозовой

 

период

 

с

 

успешным

 

АПВ

равным

 2,7 

за

 

год

и

 

неуспешным

 

АПВ

 — 0,9 (

из

 

статистики

 

за

 

пятилетний

 

период

).

Финансовые

 

потери

 

филиала

 

в

 

среднем

 

за

 

год

 

из

-

за

 

гро

-

зовых

 

отключений

 

рассматриваемой

 

ВЛ

 110 

кВ

 

составят

:

D

ВЛ

 

год

 = 

D

 · 

N

УАПВ

 + 

D

 · 

N

НАПВ

 = 35 327 (

руб

.).

Удельные

 

финансовые

 

потери

 

на

 100 

км

 

воздушной

 

ли

-

нии

 

электропередачи

 

составят

 40 144 

руб

. (

D

ВЛ

 

год

 

уд

).

Потери

 

потребителя

 

электроэнергии

 

состоят

 

из

 

затрат

 

на

 

включение

 

под

 

напряжение

 

отключившихся

 

электропри

-

емников

 

во

 

время

 

бестоковой

 

паузы

 

при

 

АПВ

а

 

также

 

воз

-

можного

 

недовыпуска

 

продукции

 

за

 

период

 

восстановления

 

нагрузки

 

после

 

АПВ

Реализация

 

самозапуска

 

электропри

-

емников

использование

 

адаптируемого

 

к

 

автоматизации

 

оборудования

применение

 

накопителей

 

электроэнергии

 

и

 

т

.

д

. — 

все

 

это

 (

часть

 

мероприятий

 

по

 

повышению

 

устойчи

-

вости

 

нагрузки

позволило

 

бы

 

потребителю

 

экономить

 

свои

 

затраты

 

по

 

восстановлению

 

нагрузки

и

 

избежать

 

упущенной

 

выгоды

.

Со

 

стороны

 

энергоснабжающей

 

организации

 

снижения

 

количества

 

отключений

 

ВЛ

 110 

кВ

 

из

-

за

 

атмосферных

 

пере

-

напряжений

 

возможно

 

достичь

 

повышением

 

грозоупорности

 

воздушных

 

линий

 

электропередачи

На

 

практике

 

наиболее

 

часто

 

применяются

 

такие

 

способы

 

повышения

 

грозоупорно

-

сти

как

 

установка

 

линейных

 

ограничителей

 

перенапряже

-

ний

 

и

 

усиление

 

контуров

 

заземления

 

опор

.

Для

 

оценки

 

экономической

 

эффективности

 

меропри

-

ятий

 

можно

 

определить

 

срок

 

окупаемости

 

мероприятий

 

для

 

конкретных

 

ВЛ

 110 

кВ

Дадим

 

оценку

 

сроку

 

окупаемо

-

сти

 

мероприятий

 

по

 

усилению

 

контуров

 

заземления

 

опор

 

рассматриваемой

 

ВЛ

Удельная

 

стоимость

 

данного

 

меро

-

приятия

 

на

 100 

км

 

воздушной

 

линии

 

в

 2019 

году

 

составила

 

13 783 

тыс

руб

При

 

абсолютной

 

эффективности

 

мероприятия

 

по

 

усиле

-

нию

 

контуров

 

заземления

 

опор

 

для

 

повышения

 

грозоупорно

-

сти

 

срок

 

его

 

окупаемости

 

будет

 

очень

 

значительным

.

Следует

 

отметить

что

  «

усиление

» 

контуров

 

заземле

-

ния

 

опор

 

не

 

позволяет

 

полностью

 

исключить

 

грозовые

 

от

-

ключения

.

Срок

 

окупаемости

 

мероприятия

 

по

 

повышению

 

грозо

-

упорности

 

путем

 

установки

 

нелинейных

 

ограничителей

 

пе

-

ренапряжений

 

с

 

искровым

 

промежутком

 

будет

 

превышать

 

срок

 

окупаемости

 

мероприятия

 

по

 

усилению

 

контуров

 

зазем

-

ления

 

опор

.

Установка

 

нелинейных

 

ограничителей

 

перенапряжений

 

с

 

искровым

 

промежутком

 

также

 

не

 

позволяет

 

полностью

 

ис

-

ключить

 

грозовые

 

отключения

Суммарное

 

количество

 

грозовых

 

отключений

 

двух

 

цепей

 

(

при

 

двухцепных

 

отключениях

ВЛ

 110 

Контур

 — 

Лульявин

-

ская

-1,2, 

до

 

и

 

после

 

установки

 

ОПН

приведено

 

в

 

таблице

 2.

Из

 

данных

 

таблицы

 2 

следует

что

 

в

 

результате

 

установ

-

ки

 

ОПН

 

на

 

первой

 

цепи

 

значительно

 

снизилось

 

количество

 

двухцепных

 

отключений

 

ВЛ

 110 

кВ

 

Контур

 — 

Лукьявин

-

ская

-1,2 

с

 70 

до

 2 (

данные

 

по

 

отключениям

 

за

 2016 

год

 

не

 

учитываются

так

 

как

 

в

 

данный

 

период

 

производилось

 

осна

-

щение

 

линии

 

ОПН

).

Следует

 

отметить

что

 

основной

 

целью

 

реализации

 

ме

-

роприятия

 

по

 

установке

 

ОПН

 

было

 

снижение

 

количества

 

двухцепных

 

отключений

Из

 

данных

 

таблицы

 3 

следует

что

 

количество

 

грозовых

 

отключений

 

ВЛ

 110 

кВ

 

Контур

 — 

Лукьявинская

-1,2 

снизилось

 

как

 

первой

так

 

и

 

второй

 

цепи

включая

 

общее

 

снижение

 

с

 83 

до

 23 

отключений

.

Подтверждая

 

эффективность

 

мероприятия

 

по

 

повыше

-

нию

 

грозоупорности

 

ВЛ

 

путем

 

установки

 

ОПН

можно

 

сде

-

лать

 

вывод

что

 

полностью

 

исключить

 

грозовые

 

перекрытия

 

таким

 

образом

 

не

 

представляется

 

возможным

Последствия

 

перекрытия

 

изоляции

 

в

 

результате

 

грозовых

 

перенапря

-

жений

 

на

 

воздушной

 

линии

 

с

 

установленными

 

ОПН

 (

опора

 

 112 

ВЛ

 110 

кВ

 

Контур

 — 

Лукьявинская

-1) 

показаны

 

на

 

рисунке

 3. 

Следует

 

отметить

что

 

величина

 

искрового

 

про

-

межутка

 

между

 

электродом

 

ОПН

 

и

 

проводом

 

соответствует

 

проектному

 

значению

.

Рассмотрим

 

результаты

 

поиска

 

мест

 

пробоя

 

изоля

-

ционных

 

промежутков

 

на

 

ВЛ

 110 

кВ

 

из

-

за

 

атмосферных

 

Табл

. 2. 

Количество

 

двухцепных

 

грозовых

 

отключений

 

ВЛ

 110 

кВ

 

Контур

 — 

Лукьявинская

-1,2 

в

 2010–2022 

гг

.

Наименование

Количество

 

грозовых

 

отключений

 

в

 

год

шт

.

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021

2022

Двухцепные

 (1 

и

 2 

цепи

)

16

4

16

10

10

14

2

Всего

70

2


background image

26

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 4(35), 

декабрь

 2024

перенапряжений

 

и

 

результаты

 

измерений

 

сопротивления

 

растеканию

 

тока

 

заземляющих

 

устройств

 

опор

на

 

которых

 

произошел

 

пробой

 

изоляционных

 

промежутков

.

На

 

рисунке

 4 

показаны

 

следы

 

перекрытия

 

изоляционно

-

го

 

промежутка

 

на

 

опоре

 

 122 

ВЛ

 110 

кВ

 

Пимская

 — 

Кон

-

тур

-1. 

Сопротивление

 

растеканию

 

тока

 

контура

 

заземления

 

Воздушные

 

линии

Табл

. 3. 

Количество

 

отключений

 

каждой

 

цепи

при

 

одноцепных

 

и

 

двухцепных

 

грозовых

 

отключениях

 

ВЛ

 110 

кВ

 

Контур

 — 

Лукьявинская

-1,2

Наименование

Количество

 

грозовых

 

отключений

 

в

 

год

шт

.

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021

2022

цепь

9

2

11

5

6

10

1

1

2

5

Итого

43

9

цепь

9

4

8

5

6

8

2

1

9

2

Итого

40

14

и

 2 

цепь

18

6

19

10

12

18

3

1

3

14

2

Всего

83

23

Рис

. 3. 

Следы

 

перекрытия

 

на

 

опоре

 

 112 

ВЛ

 110 

кВ

 

Контур

 — 

Лукьявинская

-1

Рис

. 4. 

Следы

 

перекрытия

 

на

 

опоре

 

 122 

ВЛ

 110 

кВ

 

Пимская

 — 

Контур

-1: 

а

фаза

 

А

б

фаза

 

В

б

)

а

)


background image

27

данной

 

опоры

 

составляет

 

R

ЗУ

 = 12,6 

Ом

при

 

этом

 

удельное

 

сопротивление

 

грунта

 

уд

 = 166 

Ом

·

м

Приведены

 

примеры

 

пробоя

 

изоляционных

 

промежутков

 

на

 

ВЛ

 110 

кВ

 

в

 

результа

-

те

 

атмосферных

 

перенапряжений

 

на

 

опорах

сопротивление

 

растеканию

 

тока

 

контуров

 

заземления

 

R

ЗУ

 

которых

 

соответ

-

ствует

 

требованиям

 

п

. 2.5.129 

Правил

 

эксплуатации

 

элек

-

троустановок

 [1]. 

На

 

части

 

опор

 

эти

 

величины

 

ниже

 

нормируемых

 

зна

-

чений

  (

опора

 

 8 

ВЛ

 110 

кВ

 

Западно

-

Камынская

 — 

Пим

-

ская

-1,2). 

На

 

этой

 

же

 

опоре

 

выявлены

 

следы

 

перекрытий

 

на

 

двух

 

фазах

 

второй

 

цепи

  (

рисунок

 5). 

Сопротивление

 

растеканию

 

тока

 

контура

 

заземления

 

данной

 

опоры

 

состав

-

ляет

 

R

ЗУ

 = 11,8 

Ом

при

 

этом

 

удельное

 

сопротивление

 

грун

-

та

 

уд

 = 359 

Ом

·

м

В

 

качестве

 

еще

 

одного

 

примера

 

можно

 

привести

 

случай

 

одновременного

 

отключения

 

двух

 

двухцеп

-

ных

 

ВЛ

 110 

кВ

 (

ВЛ

 110 

кВ

 

Пимская

 — 

Контур

 1 

и

 2 

цепи

ВЛ

 

110 

кВ

 

Пимская

 — 

КНС

-3 

и

 

ВЛ

 110 

кВ

 

Пимская

 — 

Лямино

), 

параллельно

 

проходящих

 

на

 

определенном

 

участке

На

 

ри

-

сунке

 6 

приведена

 

схема

 

расположения

 

участка

 

ВЛ

 110 

кВ

 

относительно

 

друг

 

друга

 

с

 

номерами

 

опор

На

 

схеме

 

также

 

указаны

 

расстояния

 

между

 

крайними

 

проводами

 

разных

 

ВЛ

 

110 

кВ

осями

 

ВЛ

 110 

кВ

указаны

 

длины

 

пролетов

Возле

 

знаков

 

изображения

 

опор

 

условно

 

показаны

 

места

 

перекры

-

тий

 

изоляции

 

и

 

красным

 

цветом

 

выделена

 

перекрывавшая

-

ся

 

фазная

 

изоляция

Сопротивления

 

растеканию

 

тока

 

контуров

 

заземления

 

опор

 

с

 

перекрывавшейся

 

изоляцией

 

двух

 

двухцепных

 

ВЛ

 

110 

кВ

 (

ВЛ

 110 

кВ

 

Пимская

 — 

Контур

 1 

и

 2 

цепи

и

 

ВЛ

 110 

кВ

 

Пимская

 — 

КНС

-3 

и

 

ВЛ

 110 

кВ

 

Пимская

 — 

Лямино

приведе

-

ны

 

в

 

таблице

 4.

Это

 

может

 

быть

 

подтверждением

 

того

что

 

наличие

 

«

хорошего

» 

контура

 

заземления

 

опоры

соответствующего

 

требованиям

 

нормативных

 

документов

не

 

является

 

гаран

-

тией

 

невозможности

 

грозового

 

перекрытия

 

изоляции

 

на

 

этой

 

опоре

Возможно

грозовые

 

перекрытия

 

изоляции

 

на

 

опо

-

Рис

. 5. 

Следы

 

перекрытия

 

на

 

опоре

 

 8 

ВЛ

 110 

кВ

 

Западно

-

Камынская

 — 

Пимская

-1,2

ре

 

не

 

исключаются

 

при

 R

ЗУ

близких

 

к

 

нулю

Индуктивное

 

сопротивление

 

опоры

 

при

 

расчетной

 

частоте

 2 

МГц

 

может

 

составлять

 

порядка

 389 

Ом

и

 

падение

 

напряжения

 

при

 

про

-

хождении

 

тока

 

молнии

 

равного

 20 

кА

 

через

 

опору

 

может

 

со

-

ставлять

 7810 

кВ

 [2]. 

Чем

 

больше

 

напряжение

 

воздействую

-

щего

 

импульса

 

и

 

величина

 

стекающего

 

заряда

тем

 

больше

 

вероятность

 

большой

 

крутизны

 

фронта

 

импульса

 

и

 

больших

 

токов

 

молнии

При

 

рассмотрении

 

фотографий

 

элементов

 

ВЛ

 

со

 

следами

 

воздействия

 

дуги

 

разряда

 

видно

что

 

боль

-

шинство

 

разрядов

 

происходит

 

с

 

перекрытием

 

воздушных

 

промежутков

а

 

не

 

по

 

поверхности

 

изоляции

 

подвесных

 

Рис

. 6. 

Схема

 

расположения

 

двух

 

двухцепных

 

ВЛ

 110 

кВ

параллельно

 

проходящих

 

на

 

определенном

 

участке

ВЛ

 110 

кВ

  

Пимская

 — 

Контур

 2 

цепь

300 

м

Оп

. 59

Оп

. 41

Оп

. 58

Оп

. 40

Оп

. 57

Оп

. 39

Оп

. 56

Оп

. 38

Оп

. 55

Оп

. 37

Оп

. 54

Оп

. 36

209 

м

44 

м

34 

м

295 

м

ф

А

В

С

ф

В

ф

В

ф

А

ф

А

ф

А

ф

А

269 

м

295 

м

262 

м

285 

м

197 

м

300 

м

261 

м

ВЛ

 110 

кВ

  

Пимская

 — 

Контур

 1 

цепь

ВЛ

 110 

кВ

  

Пимская

 — 

КНС

-3

ВЛ

 110 

кВ

  

Пимская

 — 

Лямино


background image

28

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 4(35), 

декабрь

 2024

гирлянд

Можно

 

предположить

что

 

это

 

связано

 

с

 

большой

 

крутизной

 

импульса

что

 

провоцирует

 

вероятностный

 

ха

-

рактер

 

направления

 

развития

 

разряда

Следует

 

отметить

 

случаи

 

перекрытия

 

изоляционных

 

промежутков

 

на

 

анкерных

 

опорах

 

с

 

увеличенным

 

количеством

 

изоляторов

 

в

 

гирляндах

 

и

 

сопротивлением

 

растеканию

 

тока

 

контура

 

заземления

со

-

ответствующего

 

нормативным

 

значениям

Перекрытие

 

воз

-

душных

 

промежутков

 

происходит

 

при

 

наличии

 

гирлянд

 

как

 

из

 

стеклянных

 

изоляторов

так

 

и

 

из

 

полимерных

 (

рисунок

 7). 

Это

 

может

 

быть

 

одним

 

из

 

возможных

 

подтверждений

 

воздей

-

ствия

 

грозовых

 

импульсов

 

с

 «

нерасчетными

» 

параметрами

что

 

вероятно

 

в

 

условиях

 

Западной

 

Сибири

и

 

возможно

 

при

 

влиянии

 

параметров

 

опоры

 (

в

 

том

 

числе

 

индуктивности

на

 

создание

 

условий

 

для

 «

обратного

» 

перекрытия

 

изоляции

 [2].

ВЫВОДЫ

1. 

Проблемы

 

повышения

 

грозоупорности

 

воздушных

 

линий

 

электропередачи

 

необходимо

 

решать

 

в

 

комплексе

 

с

 

про

-

блемами

 

повышения

 

устойчивости

 

нагрузки

.

2. 

Применение

 

нелинейных

 

ограничителей

 

перенапряже

-

ний

 

с

 

искровым

 

промежутком

 

или

 

линейных

 

разрядников

 

и

 

доведения

 

значений

 

сопротивления

 

растеканию

 

тока

 

контуров

 

заземления

 

опор

 

воздушных

 

линий

 

электро

-

передачи

 110 

кВ

 

до

 

нормируемого

 

значения

 

позволяет

 

уменьшить

 

количество

 

аварийных

 

отключений

но

   

не

 

создает

 

нулевую

 

вероятность

 

отключения

 

ВЛ

 

в

 

резуль

-

тате

 

атмосферных

 

перенапряжений

.

3. 

В

 

условиях

 

Западной

 

Сибири

 

возможно

 

возникновение

 

молнии

 

с

 

нерасчетными

 

величинами

 

тока

.  

Табл

. 4. 

Измеренные

 

значения

сопротивлений

 

растеканию

 

тока

 

контуров

 

заземления

 

опор

 

двух

 

двухцепных

 

ВЛ

 110 

кВ

 

с

 

перекрывавшейся

 

изоляцией

 

Номер

 

п

/

п

Дата

 

измерения

Номер

 

опоры

Сопротивление

Ом

факт

норма

ВЛ

 110 

кВ

 

Пимская

 — 

Контур

 1 

и

 2 

цепи

1

19.07.2024

36

13,5

не

 

более

 15

2

19.07.2024

37

15,0

не

 

более

 15

3

17.07.2024

38

7,92

не

 

более

 15

4

17.07.2024

39

28,2

не

 

более

 15

5

17.07.2024

40

10,9

не

 

более

 15

6

17.07.2024

41

8,94

не

 

более

 15

ВЛ

 110 

кВ

 

Пимская

 — 

Лямино

 

и

 

ВЛ

 110 

кВ

 

Пимская

 — 

КНС

-3

7

24.07.2024

54

28,4

не

 

более

 15

8

24.07.2024

55

4,03

не

 

более

 15

9

24.07.2024

56

78,8

не

 

более

 15

Примечание

удельное

 

сопротивление

 

грунта

 

уд

= 307 

Ом

·

м

Рис

. 7. 

Следы

 

перекрытия

 

на

 

опоре

 

 112 

ВЛ

 110 

кВ

 

Контур

 — 

Лукьявинская

-2

ЛИТЕРАТУРА

1. 

Правила

 

устройства

 

электроустановок

М

.: 

Альвис

, 2015. 816 

с

.

2. 

Буткевич

 

В

.

Ф

., 

Идиятул

-

лин

 

И

.

Г

., 

Уразалиев

 

И

.

Б

К

 

вопросу

 

грозоупорно

-

сти

 

воздушных

 

линий

 

электропередачи

 // 

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ

Передача

 

и

 

распреде

-

ление

, 2020, 

 5(62). 

С

. 82–86.

Воздушные

 

линии


Оригинал статьи: О воздействии атмосферных перенапряжений на воздушные линии электропередачи 110 кВ

Читать онлайн

Статья посвящена рассмотрению вопросов воздействия атмосферных перенапряжений на воздушные линии электропередачи 110 кВ. Повышение грозоупорности воздушных линий необходимо решать в комплексе с вопросами повышения устойчивости нагрузки с учетом требований нормативных документов и экономической целесообразности. Основное количество аварийных отключений, которое расследуется и учитывается, а также влияет на оценку эффективности работы филиала, составляют грозовые отключения ВЛ 110 кВ с успешным автоматическим повторным включением. Приведены экономические потери электросетевой организации при аварийном отключении с успешным АПВ реальной линии.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 3(90), май-июнь 2025

Исследования разрядных характеристик бывших в эксплуатации стеклянных изоляторов ВЛ 110 кВ для целей управления состоянием линейной изоляции

Воздушные линии
Гвоздев Д.Б. Вычегжанин В.В. Королев А.А. Коробков И.Н. Болонов В.О. Титов Д.Е. Волхов К.В.
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»