ОПН для защиты линейной изоляции ВЛ и приборы контроля параметров ОПН

Page 1
background image

Page 2
background image

96

ОПН для защиты линейной 
изоляции ВЛ и приборы контроля 
параметров ОПН

За

 

последнее

 

десятилетие

 

в

 

Российской

 

Федерации

 

нашли

 

широкое

применение

 

защитные

 

аппараты

 

для

 

линий

 

классов

 

напряжений

 

от

 0,22 

до

 500 

кВ

При

 

этом

 

использовались

 

как

 

ОПН

 (

ограничители

 

перенапряжений

 

нелинейные

), 

непосредственно

 

подключенные

 

к

 

фазному

 

проводу

так

 

и

 

ОПН

 

с

 

внешним

 

искровым

 

промежутком

 — «

линейные

 

разрядники

». 

Защитные

 

аппараты

 

устанавливались

 

на

 

опорах

 

ВЛ

 

различными

 

способами

 — 

закреплялись

 

на

 

траверсе

 

опоры

 

и

 

гибким

 

проводником

 

подключались

 

к

 

проводу

подвешивались

 

непосредственно

 

на

 

фазные

 

провода

устанавливались

 

на

 

дополнительные

 

металлоконструкции

 

и

 

т

.

д

.

Волович

 

А

.

Г

.,

заместитель

 

главного

 

конструктора

 

ЗАО

 «

Полимер

-

Аппарат

»

С

 

2007 

по

 2017 

годы

 

ЗАО

 

«

Полимер

-

Аппарат

» 

вы

-

полнил

 

поставку

 

защит

-

ных

 

аппаратов

 

на

 36 

объ

-

ектов

 

строительства

 

и

 

реконструк

-

ции

 

воздушных

 

линий

 

электро

-

передачи

 

классов

 

напряжения

 

35÷500 

кВ

.

Для

 

защиты

 

линейной

 

изоляции

 

ВЛ

 

при

 

демонтаже

 

грозозащитного

 

троса

 

ЗАО

  «

Полимер

-

Аппарат

» 

поставил

 

более

 2000 

линейных

 

ограничителей

 

перенапряжений

 

для

 

Сочинского

 

Энергоузла

 

для

 

защиты

 

двухцепных

 

ВЛ

 110 

кВ

На

 

выполненных

 

объектах

 

двух

-

цепных

 

грозовых

 

отключений

 

не

 

зафиксировано

Также

 

были

 

уста

-

новлены

 

подвесные

 

ОПН

-330 

кВ

 

на

 

ВЛ

 330 

кВ

 

Баксан

 — 

Кисло

-

водск

 

и

 

Черкесск

 — 

Кисловодск

 

общей

 

протяженностью

 138 

км

ОПН

-500 

кВ

 

для

 

ВЛ

 500 

кВ

 

Жити

-

кара

 — 

Ульке

 

в

 

Казахстане

Применение

 

линейных

 

разряд

-

ников

 

ОПН

 

с

 

внешним

 

искровым

 

промежутком

 

главным

 

образом

 

осуществляется

 

на

 

ВЛ

 110–220 

кВ

 

с

 

грозозащитным

 

тросом

про

-

ходящих

 

в

 

районах

 

с

 

высокими

 

значениями

 

удельного

 

электри

-

ческого

 

сопротивления

 

грунтов

В

 

частности

 

установка

 

разряд

-

ников

 

на

 

двухцепных

 

ВЛ

 110 

кВ

 

предприятий

 

по

 

добыче

 

нефти

 

и

 

газа

 

обусловлена

 

необходимо

-

стью

 

бесперебойного

 

питания

 

объектов

 

нефтедобычи

Любые

 

отключения

 

линий

 

электропере

-

дачи

питающих

 

объекты

 

этих

 

по

-

требителей

даже

 

с

 

успешными

 

повторными

 

включениями

 

могут

 

приводить

 

к

 

значительным

 

сбро

-

сам

 

нагрузки

 

из

-

за

 

нарушений

 

в

 

технологических

 

процессах

 

до

-

бычи

 

и

 

транспорта

 

нефти

 

и

 

газа

В

 2009 

году

 

линейные

 

разряд

-

ники

 

производства

 

ЗАО

  «

Поли

-

мер

-

Аппарат

» 

были

 

установлены

 

на

 

ВЛ

 110 

кВ

 

Алехинская

 — 

Ай

-

Пимская

 

ОАО

  «

Сургутнефтегаз

». 

В

 2015 

году

 

была

 

осуществлена

 

установка

 

ЛР

 

на

 

ВЛ

 110 

кВ

 

Варье

-

ган

 — 

Бахиловская

 1,2 

АО

  «

Тю

-

меньэнерго

» 

длиной

 160 

км

В

 2011–2012 

годах

 

в

 

соответствии

 

с

 

проектом

 

по

 

повышению

 

грозо

-

упорности

 

ВЛ

 220 

кВ

 

НГРЭС

 — 

Тында

ВЛ

 220 

кВ

 

Тында

 —

Дипкун

 

Рис

. 1. 

Прибор

 

контроля

 

состояния

 

параметров

 

ОПН

 

ИТУС

-1

ОБОРУДОВАНИЕ


Page 3
background image

97

были

 

установлены

 

линейные

 

раз

-

рядники

 

типа

 

РВЛ

-220/150-10/680 

УХЛ

производства

 

ЗАО

  «

Поли

-

мер

-

Аппарат

».

Общее

 

количество

 

линей

-

ных

 

разрядников

поставленных

 

ЗАО

  «

Полимер

-

Аппарат

» 

на

 

ВЛ

 

110–220 

кВ

составляет

 

более

 

4000 

штук

Опыт

 

эксплуатации

 

показал

что

 

повышение

 

эффективности

 

грозозащиты

 

двухцепных

 

ВЛ

 110–

220 

кВ

эксплуатируемых

 

в

 

местно

-

сти

 

с

 

высоким

 

удельным

 

сопротив

-

лением

 

грунта

 

с

 

полной

 

защитой

 

фаз

 

линейными

 

разрядниками

 

только

 

одной

 

цепи

составляет

:

 

для

 

защищенной

 

цепи

 

число

 

грозовых

 

отключений

 

снижает

-

ся

 

в

 8–15 

раз

;

 

для

 

незащищенной

 

цепи

  (

без

 

ЛР

число

 

грозовых

 

отключе

-

ний

 

снижается

 

в

 1,6–3 

раза

;

 

для

 

двухцепных

 

ВЛ

 

число

 

отключений

 

первой

 

и

 

второй

 

цепей

 

снижается

 

в

 4–9 

раз

Основным

 

компонентом

 

за

-

щитных

 

аппаратов

 

являются

 

оксидно

-

цинковые

 

варисторы

На

 

сегодняшний

 

день

 

ЗАО

  «

По

-

лимер

-

Аппарат

» 

в

 

производстве

 

ограничителей

 

перенапряжений

 

применяет

 

варисторы

 

только

 

двух

 

мировых

 

производителей

немец

-

ко

-

японской

 

фирмы

 EPCOS-TDK 

и

 

шведской

 ABB. 

Наличие

 

двух

 

поставщиков

 

обос

-

новано

 

более

 

гибким

 

и

 

конкурентным

 

цено

-

образованием

 

при

 

приобретении

 

варисторов

сроков

 

их

 

поставок

 

и

 

более

 

разнообразными

 

геоме

-

трическими

 

размерами

 

варисто

-

ров

 

и

следовательно

их

 

электри

-

ческими

 

параметрами

.

ЗАО

  «

Полимер

-

Аппарат

» 

при

-

меняет

 

при

 

производстве

 

ограни

-

чителей

 

перенапряжений

 

от

 35 

до

 

750 

кВ

 

технологию

 LSR (Liquid 

Silicon Rubber). 

Жидкий

 

электро

-

технический

 

силикон

 

под

 

вакуу

-

мом

 

заполняет

 

все

 

внутреннее

 

пространство

 

аппарата

делая

 

конструкцию

 

полностью

 

монолит

-

ной

 

и

 

герметичной

В

 

отличие

 

от

 

традиционной

 

конструкции

 

ОПН

 

между

 

варисторами

 

и

 

окружаю

-

щей

 

средой

 

нет

 

материалов

 

с

 

пло

-

хой

 

теплопроводностью

что

 

обе

-

спечивает

 

максимально

 

быстрый

 

отвод

 

тепла

 

от

 

варисторов

.

Несущая

 

конструкция

 

ОПН

 

представляет

 

собой

 

стеклоплас

-

ти

 

ковый

 

корпус

 

клетчатой

 

струк

-

туры

что

 

обеспечивает

 

высокую

 

механическую

 

прочность

 

и

 

полную

 

взрывобезопасность

Взрывобезо

-

пасность

 

ограничителей

 

подтверж

-

дена

 

испытаниями

 

в

 

лабораториях

 

Zkratovna (

Чехия

и

 CESI (

Италия

). 

ОПН

 

выдерживают

 

без

 

взрывного

 

разрушения

 

ток

 

короткого

 

замыка

-

ния

 65 

кА

.

При

 

изготовлении

 

корпусов

 

применяется

 

стеклоровинг

 

с

 

по

-

вышенным

 

модулем

 

прочности

что

 

позволяет

 

создавать

 

легкие

 

и

 

особо

 

прочные

 

конструкции

.

Диагностика

 

состояния

 

пара

-

метров

 

ОПН

согласно

 

норматив

-

ным

 

документам

заключается

 

в

 

измерении

 

тока

 

утечки

 

и

 

те

-

пловизионном

 

контроле

Она

в

 

основном

необходима

 

и

 

техни

-

ко

-

экономически

 

оправдана

 

для

 

ограничителей

 

на

 

классы

 

напря

-

жения

 

от

 110 

кВ

 

и

 

выше

Значение

 

полного

 

тока

 

утеч

-

ки

 

ОПН

 

мало

 

информативно

так

 

как

 

оно

 

содержит

 

как

 

активную

 

составляющую

свидетельствую

-

щую

 

о

 

состоянии

 

ОПН

так

 

и

 

ем

-

костную

 

составляющую

При

 

этом

 

емкостная

 

составляющая

 

тока

 

значительно

 

превосходит

 

актив

-

ную

Изменение

 

активной

 

со

-

ставляющей

 

тока

 

утечки

 

теряется

 

на

 

фоне

 

колебаний

 

полного

 

тока

 

утечки

происходящего

 

из

-

за

 

из

-

менения

 

внешних

 

условий

.

ОПН

ИТУС-2

ОПН

ИТУС-2

ОПН

Рис

. 2. 

Система

 

непрерывного

 

мониторинга

 

состояния

 

ОПН

 

со

 

сбором

 

данных

 

по

 

радиоканалу

Поскольку

 

выделить

 

активную

 

составляющую

 

тока

 

утечки

 

каж

-

дого

 

ОПН

 

доступными

 

по

 

цене

 

средствами

 

не

 

представляется

 

возможным

применяются

 

при

-

боры

проводящие

 

гармониче

-

ский

 

анализ

 

тока

 

утечки

 

и

 

вычис

-

ляющие

 

значение

 3-

й

 (150 

Гц

и

 5-

й

 (250 

Гц

гармоники

которые

 

в

 

большей

 

степени

 

характеризуют

 

состояние

 

нелинейных

 

резисто

-

ров

 

ОПН

  (

варисторов

), 

чем

 

пол

-

ный

 

ток

 

утечки

Изменение

 

сетевого

 

напря

-

жения

 

и

 

степени

 

присутствия

 

3-

й

 

гармоники

 

в

 

нем

 

приводят

 

к

 

из

-

менению

 

в

 

значении

 3-

й

 

гармо

-

ники

 

тока

 

утечки

 

ОПН

Значение

 

5-

й

 

гармоники

 

меньше

 

остальных

 

показателей

 

зависит

 

от

 

внешних

 

факторов

и

 

ее

 

изменение

 

в

 

боль

-

шей

 

степени

 

свидетельствует

 

о

 

состоянии

 

ОПН

.

ЗАО

  «

Полимер

-

Аппарат

» 

для

 

контроля

 

тока

 

утечки

 

предлагает

 

многофункциональный

 

цифровой

 

прибор

 

контроля

 

ОПН

 

ИТУС

-1 

на

 

современной

 

элементной

 

базе

 

(

рисунок

 1). 

Прибор

 

контроля

 

ИТУС

-1 

име

-

ет

 

следующие

 

преимущества

 

пе

-

ред

 

другими

 

аналогичными

 

сред

-

ствами

 

измерения

:

 

встроенный

 

счетчик

 

разряд

-

ных

 

импульсов

разделяющий

 

импульсы

 

средней

 

и

 

высокой

 

мощности

;

 6 (45) 2017


Page 4
background image

98

 

измерение

 

действующего

 

зна

-

чения

 5-

й

 

гармоники

 

тока

 

утечки

;

 

снятие

 

показаний

 

происходит

 

с

 

помощью

 

кнопок

 

на

 

лицевой

 

панели

  (

в

 

процессе

 

снятия

 

показаний

 

отсутствует

 

контакт

 

персонала

 

с

 

токоведущими

 

частями

которые

 

могут

 

ока

-

заться

 

под

 

высоким

 

напряже

-

нием

 

при

 

прохождении

 

разряд

-

ного

 

импульса

).

С

 2012 

года

 

на

 

энергетических

 

объектах

 

ПАО

  «

Россети

» 

уже

 

на

-

ходятся

 

в

 

эксплуатации

 

порядка

 

тысячи

 

приборов

 

мониторинга

 

со

-

стояния

 

ОПН

 

ИТУС

-1.

Для

 

решения

 

проблемы

 

не

-

прерывного

 

отслеживания

 

пара

-

метров

 

ОПН

 

по

 

заказу

 

ЗАО

  «

По

-

лимер

-

Аппарат

» 

был

 

разработан

 

прибор

 

мониторинга

 

состояния

 

ОПН

 

с

 

беспроводной

 

передачей

 

данных

 

ИТУС

-2 (

рисунок

 2).

ИТУС

-2 

позволяет

 

контроли

-

ровать

 

полный

 

ток

 

утечки

его

 

1-

ю

, 3-

ю

 

и

 5-

ю

 

гармоники

темпе

-

ратуру

 

окружающей

 

среды

реги

-

стрировать

 

случаи

 

срабатывания

 

ОПН

записывая

 

дату

 

и

 

время

 

прохождения

 

разрядного

 

импуль

-

са

Данные

 

автоматически

 

один

 

раз

 

в

 

сутки

 

передаются

 

в

 

пульт

 

сбора

 

данных

 

ИТУС

-

ПСД

-1 

по

 

радиоканалу

который

 

их

 

со

-

храняет

 

и

 

по

 

запросу

 

передает

 

либо

 

в

 

ПК

 

через

 

порт

 USB, 

либо

 

в

 

АСУТП

 

подстанции

 

по

 

протоко

-

лу

 Modbus-RTU. 

Передача

 

дан

-

ных

 

в

 SCADA-

систему

 

АСУТП

 

подстанции

 

позволяет

 

службе

 

диагностики

 

и

 

изоляции

 

получать

 

актуальные

 

данные

 

о

 

состоянии

 

эксплуатируемых

 

ОПН

.

Таким

 

образом

при

 

помо

-

щи

 

датчиков

 

ИТУС

-2 

и

 

пультов

 

ИТУС

-

ПСД

-1, 

размещенных

 

на

 

объектах

служба

 

изоляции

 

полу

-

чает

 

актуальный

 

массив

 

данных

позволяющий

 

оперативно

 

прово

-

дить

 

сравнительный

 

анализ

 

пара

-

метров

 

ОПН

 

в

 

динамике

 

по

 

всей

 

энергосистеме

Кроме

 

применения

 

на

 

элек

-

трических

 

подстанциях

ОПН

 

все

 

шире

 

используются

 

для

 

защиты

 

ЛЭП

Для

 

линейных

 

ОПН

 

на

 

ос

-

нове

 

прибора

 

ИТУС

-2 

разрабаты

-

вается

 

распределенная

 

система

 

сбора

 

данных

которая

 

позволит

 

контролировать

 

параметры

 

ли

-

нейных

 

ОПН

 

также

как

 

и

 

ОПН

 

подстанций

не

 

совершая

 

их

 

об

-

ход

.

Система

 

состоит

 

из

 

беспровод

-

ных

 

датчиков

 

ИТУС

-2 

с

 

автоном

-

ным

 

питанием

устанавливаемых

 

на

 

каждый

 

ОПН

и

 

пультов

 

сбора

 

данных

 

ИТУС

-

ПСД

-3, 

принимаю

-

щих

 

данные

 

с

 

датчиков

 

по

 

кана

-

лу

 

беспроводной

 

связи

 

частотой

 

2,4 

ГГц

Данные

 

записываются

 

во

 

встроенную

 

энергонезависимую

 

флэш

-

память

 

пульта

 

ИТУС

-

ПСД

-3 

и

 

передаются

 

в

 

эксплуатирующую

 

организацию

 

через

 

сеть

 GSM. 

Для

 

местности

где

 

сеть

 GSM 

недо

-

ступна

возможен

 

автоматический

 

сбор

 

данных

 

с

 

пультов

 

при

 

помо

-

щи

 

беспилотного

 

летательного

 

ап

-

парата

 

или

 

любого

 

другого

 

транс

-

портного

 

средства

.

Пульт

 

сбора

 

данных

 

ИТУС

-

ПСД

-3 

устанавливается

 

на

 

одну

 

из

 

опор

 

ЛЭП

 

на

 

высоте

 6–7 

метров

имеет

 

автономное

 

питание

 

и

 

до

-

ступен

 

для

 

обслуживания

 

без

 

от

-

ключения

 

ЛЭП

.

Для

 

сокращения

 

эксплуатаци

-

онных

 

затрат

 

на

 

систему

 

предла

-

гается

 

кустовая

 

схема

 

распреде

-

ления

 

датчиков

 

ИТУС

-2 

и

 

пультов

 

сбора

 

данных

 

ИТУС

-

ПСД

-3, 

кото

-

рая

 

представлена

 

на

 

рисунке

 3.

Датчики

 

ИТУС

-2 

одновремен

-

но

 

по

 

расписанию

 

активируются

проводят

 

измерение

 

токов

 

утечки

 

ОПН

 

и

 

устанавливают

 

связь

 

с

 

со

-

седними

 

датчиками

 

и

 

пультом

 

сбора

 

данных

 

ИТУС

-

ПСД

-3, 

об

-

разуя

 

сеть

 

передачи

 

данных

По

-

сле

 

того

как

 

связь

 

установлена

данные

 

об

 

измерениях

 

и

 

значения

 

счетчиков

 

импульсов

 

со

 

всех

 

дат

-

чиков

 

ИТУС

-2 

передаются

 

в

 

пульт

 

сбора

 

данных

 

ИТУС

-

ПСД

-3. 

Пери

-

одичность

 

снятия

 

данных

 

с

 

дат

-

чиков

 

ИТУС

-2 

может

 

быть

 

уста

-

новлена

 

от

 

одного

 

раза

 

в

 

сутки

 

до

 

одного

 

раза

 

в

 

неделю

.

Пульт

 

сбора

 

данных

 

передает

 

принятые

 

от

 

ИТУС

-2 

результаты

 

измерений

 

по

 

сети

 GSM 

на

 

сервер

 

с

 GSM-

модемом

установленный

 

в

 

эксплуатирующей

 

организации

Сервер

 

предоставляет

 

данные

 

для

 

анализа

 

ответственным

 

за

 

со

-

стояние

 

изоляции

 

ВЛ

 

лицам

 

через

 

web-

интерфейс

доступ

 

к

 

которо

-

му

 

можно

 

получить

 

при

 

помощи

 

любого

 

Интернет

-

браузера

Дан

-

ные

 

от

 

датчиков

 

ИТУС

-2 

автома

-

тически

 

заносятся

 

в

 

архив

кото

-

рый

 

может

 

храниться

 

на

 

сервере

 

неограниченное

 

время

.

За

 

одним

 

пультом

 

сбора

 

дан

-

ных

 

может

 

быть

 

закреплено

 

от

 

до

 120 

датчиков

.

Такая

 

схема

 

позволит

 

полу

-

чить

 

минимальные

 

эксплуатаци

-

онные

 

затраты

 

при

 

высокой

 

на

-

дежности

 

системы

Для

 

работы

 

системы

 

нужна

 

одна

 SIM-

карта

 

на

 

каждый

 

пульт

 

ИТУС

-

ПСД

-3 

и

 

еще

 

одна

 SIM-

карта

 — 

в

 GSM-

модеме

 

сервера

Самоконфигурирующа

-

яся

 

сеть

 

позволяет

 

исключать

 

из

 

цепочки

 

передачи

 

датчики

вы

-

шедшие

 

из

 

строя

Если

 

на

 

од

-

ной

 

опоре

 

более

 

одного

 

датчика

 

ИТУС

-2, 

то

 

передача

 

данных

 

об

 

измерении

 

от

 

более

 

удаленных

 

от

 

пульта

 

датчиков

 

будет

 

проис

-

ходить

 

через

 

любой

 

из

 

них

Таким

 

образом

надежность

 

системы

 

передачи

 

данных

 

тем

 

выше

чем

 

больше

 

датчиков

 

установлено

 

на

 

одной

 

опоре

.  

Р

Рис

. 3. 

Система

 

мониторинга

 

состояния

 

ОПН

 

на

 

ЛЭП

ОБОРУДОВАНИЕ


Читать онлайн

За последнее десятилетие в Российской Федерации нашли широкое применение защитные аппараты для линий классов напряжений от 0,22 до 500 кВ. При этом использовались как ОПН (ограничители перенапряжений нелинейные), непосредственно подключенные к фазному проводу, так и ОПН с внешним искровым промежутком — «линейные разрядники». Защитные аппараты устанавливались на опорах ВЛ различными способами — закреплялись на траверсе опоры и гибким проводником подключались к проводу, подвешивались непосредственно на фазные провода, устанавливались на дополнительные металлоконструкции и т.д.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»