Опыт применения стандарта организации по расчету допустимых токовых нагрузок воздушных линий

Page 1
background image

343

НОРМАТИВЫ

Опыт

 

применения

 

стандарта

 

организации

 

по

 

расчету

 

допустимых

 

токовых

 

нагрузок

 

воздушных

 

линий

Шамонов

 

Р

.

Г

., 

Лянзберг

 

А

.

В

., 

Матвеев

 

В

.

С

., 

ПАО

 «

ФСК

 

ЕЭС

»

Аннотация

Для

 

повышения

 

пропускной

 

способности

 

воздушных

 

линий

 

электропередачи

 

в

 

ПАО

 

«

ФСК

 

ЕЭС

» 

разработан

 

стандарт

 

организации

 

 56947007-29.240.55.143-2013 «

Методика

 

расчета

 

предельных

 

токовых

 

нагрузок

 

по

 

условиям

 

сохранения

 

механической

 

прочно

-

сти

 

проводов

 

и

 

допустимых

 

габаритов

 

воздушных

 

линий

». 

В

 

статье

 

описаны

 

теорети

-

ческие

 

и

 

практические

 

аспекты

 

его

 

использования

.

Ключевые

 

слова

:

воздушные

 

линии

допустимые

 

токовые

 

нагрузки

Введение

Преобразование

 

пассивных

 

электрических

 

сетей

 

в

 «

интеллектуализированные

» 

продолжает

 

оставаться

 

одним

 

из

 

основных

 

векторов

 

развития

 

единой

 

национальной

  (

общероссийской

электрической

 

сети

 (

ЕНЭС

), 

позволяя

 

повышать

 

эффективность

 

ее

 

использования

С

 

одной

 

стороны

это

 

достигается

 

путем

 

применения

 

новых

 

технологий

 

и

 

принципов

 

управления

 

пе

-

ретоками

 

мощности

 

по

 

линиям

 

электропередачи

 

и

 

напряжением

 

в

 

узлах

 

нагрузки

 

электриче

-

ской

 

сети

 (

устройства

 FACTS 

и

 

др

.), 

применения

 

новых

 

средств

 

измерения

 

параметров

 

режима

 

(PMU 

и

 

др

.), 

а

 

с

 

другой

 

стороны

, — 

применением

 

новых

 

научно

 

обоснованных

 

подходов

 

при

 

эксплуатации

 

существующих

 

элементов

 

электрической

 

сети

 

как

 

в

 

нормальных

так

 

и

 

в

 

аварий

-

ных

 

режимах

Разработка

 

последних

 

позволяет

в

 

том

 

числе

повысить

 

пропускную

 

способность

 

электри

-

ческой

 

сети

 

при

 

минимуме

 

дополнительных

 

капитальных

 

и

 

эксплуатационных

 

затрат

.

В

 

ПАО

  «

ФСК

 

ЕЭС

» 

исследования

 

в

 

области

 

пропускной

 

способности

 

воздушных

 

линий

 

электропередачи

 (

ВЛ

легли

 

в

 

основу

 

стандарта

 

организации

 

 56947007-29.240.55.143-2013 

«

Методика

 

расчета

 

предельных

 

токовых

 

нагрузок

 

по

 

условиям

 

сохранения

 

механической

 

проч

-

ности

 

проводов

 

и

 

допустимых

 

габаритов

 

воздушных

 

линий

» [1], 

о

 

теоретических

 

и

 

практиче

-

ских

 

аспектах

 

использования

 

которого

 

и

 

пойдет

 

речь

 

в

 

настоящей

 

статье

.


Page 2
background image

344

СБОРНИК

 

НАУЧНО

-

ТЕХНИЧЕСКИХ

 

СТАТЕЙ

Предпосылки

 

внедрения

 

стандарта

 

организации

Современное

 

развитие

 

программных

 

комплексов

 

позволяет

 

оценить

 

изменение

 

допустимых

 

токовых

 

нагрузок

 

воздушных

 

линий

 (

ВЛ

не

 

только

 

в

 

зависимости

 

от

 

температуры

 

окружающей

 

среды

но

 

и

 

с

 

учетом

 

солнечной

 

радиации

гололеда

направления

 

и

 

силы

 

ветра

.

Приводимые

 

в

 

ПУЭ

-7 [2] 

допустимые

 

токовые

 

нагрузки

 

определены

исходя

 

из

 

недопусти

-

мости

 

длительного

 

нагрева

 

проводов

 

воздушных

 

линий

 

до

 

температур

 

свыше

 70°

С

и

 

зави

-

сят

 

только

 

от

 

типа

 

провода

 

и

 

температуры

 

воздуха

 

по

 

трассе

 

ВЛ

В

 

то

 

же

 

время

 

фактическая

 

допустимая

 

токовая

 

нагрузка

приводящая

 

к

 

нагреву

 

проводов

 

до

 70°

С

будет

 

различной

 

для

 

каждой

 

географической

 

зоны

отличаясь

 

от

 

данных

приведенных

 

в

 [2]. 

Скорректированную

 

допустимую

 

токовую

 

нагрузку

 

ВЛ

нагревающую

 

провод

 

при

 

заданных

 

климатических

 

условиях

 

до

 

длительно

 

допустимой

 

температуры

 

по

 

условиям

 

механической

 

прочности

 

провода

 

соглас

-

но

 [2], 

обозначим

 

длительно

 

допустимой

 

токовой

 

нагрузкой

 (

ДДТН

).

В

 

то

 

же

 

время

в

 

ГОСТ

 839-80 [3] 

указано

что

 

длительно

-

допустимая

 

температура

 

на

-

грева

 

алюминиевых

 

проводов

 

в

 

процессе

 

эксплуатации

 

не

 

должна

 

превышать

 90°

С

На

 

ос

-

новании

 

чего

 

был

 

сделан

 

вывод

 

о

 

возможности

 

дополнительного

 

увеличения

 

температуры

 

нагрева

 

провода

по

 

сравнению

 

со

 

значениями

указанными

 

в

 [2]. 

Принято

что

 

работа

 

ВЛ

 

при

 

этом

 

должна

 

быть

 

ограничена

 

по

 

времени

 (

распространяться

 

на

 

послеаварийные

 

режимы

 

работы

 

энергосистемы

), 

а

 

также

 

проверена

 

на

 

соответствие

 

требованию

 

по

 

обеспечению

 

допустимых

 

габаритных

 

расстояний

Допустимую

 

токовую

 

нагрузку

 

ВЛ

нагревающую

 

провод

 

при

 

заданных

 

климатических

 

условиях

 

до

 90°

С

обозначим

 

аварийно

 

допустимой

 

токовой

 

нагрузкой

 (

АДТН

).

Возможность

 

повышения

 

нагрузки

 

ВЛ

 

сверх

 

ДДТН

 

до

 

значения

 

АДТН

 

обусловлена

 

вре

-

менной

 

задержкой

 

на

 

нагрев

 

провода

что

 

позволяет

 

предпринять

 

необходимые

 

действия

 

по

 

управлению

 

режимом

 

работы

 

энергосистемы

исключающие

 

избыточные

 

ограничения

 

потре

-

бителей

 

и

 

генерации

связанные

 

с

 

отключением

 

перегружаемой

 

ВЛ

.

Эффект

 

от

 

применения

 

стандарта

Рассчитанные

 

в

 

соответствии

 

с

 [1] 

ДДТН

как

 

правило

выше

 

значений

 

указанных

 

в

 [2]. 

Разница

 

между

 

значениями

 

увеличивается

 

при

 

снижении

 

температуры

 

окружающей

 

среды

В

 

редких

 

случаях

 

ДДТН

 

может

 

быть

 

ниже

 

значений

указанных

 

в

 [2] (

при

 

температурах

 35°

С

 

и

 

более

). 

Однако

 

такая

 

корректировка

 

имеет

 

положительный

 

эффект

 

для

 

самого

 

провода

 — 

он

 

не

 

перегревается

 

до

 

недопустимых

 

значений

Ведь

как

 

известно

основная

 

масса

 

аварий

связанных

 

с

 

нарушением

 

габаритных

 

расстояний

 

ВЛ

происходит

 

в

 

период

 

повышенных

 

тем

-

ператур

 

окружающей

 

среды

.  

Пример

 

сравнения

 

значений

 

ДДТН

 

и

 

АДТН

рассчитанных

 

в

 

соответствии

 

с

 [1], 

и

 

значений

 

из

 [2] 

для

 

провода

 

АС

 300/48 

на

 

ВЛ

 220 

кВ

 

Тюмень

 — 

Тавда

 

приведен

 

в

 

таблице

 1.

Табл

. 1. 

ДДТН

/

АДТН

 

провода

 

АС

 300/48 

на

 

ВЛ

 220 

кВ

 

Тюмень

 —

Тавда

 

при

 

различной

 

температуре

 

окружающей

 

среды

t, °

С

–20

–15

–10

–5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

ДДТН

 

по

 [1], 

А

1224 1184 1142 1100 1056 1012 965

917

866

813

757

697

632

АДТН

 

по

 [1], 

А

1345 1309 1272 1235 1197 1158 1119 1078 1036 993

949

902

853

Ток

 

по

 

ПУЭ

-7, 

А

890

890

890

890

856

828

794

766

725

690

649

607

559


Page 3
background image

345

НОРМАТИВЫ

Как

 

видно

 

из

 

таблицы

учет

 

климатических

 

и

 

географических

 

данных

 

позволяется

 

повы

-

сить

 

ДДТН

 

провода

 

на

 

величину

 

от

 73 

А

 (

при

 

температуре

 

воздуха

 40°

С

до

 334 

А

 (

при

 

темпе

-

ратуре

 

воздуха

 –20°

С

или

 

на

 13%÷37% 

соответственно

Такое

 

увеличение

 

пропускной

 

способности

 

дает

 

возможность

 

подключить

 

новых

 

потре

-

бителей

повысить

 

максимально

-

допустимые

 

перетоки

 (

МДП

мощности

 

по

 

контролируемым

 

сечениям

а

 

иногда

 

и

 

избежать

 

дополнительного

 

электросетевого

 

строительства

Стоимость

 

увеличения

 

пропускной

 

способности

 

ВЛ

 

при

 

этом

 

ограничивается

 

затратами

 

на

 

измерение

 

габаритных

 

расстояний

 

пролетов

 

ВЛ

на

 

проведение

 

тепловизионного

 

контроля

 

контактных

 

соединений

 

и

 

на

 

расчет

 

с

 

оценкой

 

климатических

 

и

 

географических

 

условий

 

распо

-

ложения

 

линии

Кроме

 

этого

в

 

ряде

 

случаев

 

увеличение

 

ДДТН

 

и

 

АДТН

 

может

 

быть

 

достигнуто

 

за

 

счет

 

дополнительных

 

малозатратных

 

работ

 

по

 

увеличению

 

габаритных

 

расстояний

 

в

 

от

-

дельных

 

пролетах

являющихся

 «

узкими

 

местами

», 

ограничивающими

 

нагрузку

 

ВЛ

Несмотря

 

на

 

то

что

 

АДТН

 

проводов

 

ВЛ

 

допустима

в

 

соответствии

 

с

 [1], 

только

 

на

 

ограни

-

ченный

 

период

 

времени

 

после

 

аварии

ее

 

наличие

 

также

 

позволяет

 

повысить

 

МДП

 

в

 

сечениях

 

в

 

нормальных

 

схемах

.

В

 

соответствии

 

с

 

Методическими

 

указаниями

 

по

 

устойчивости

 

энергосистем

 [4] 

длитель

-

ность

 

послеаварийного

 

режима

 

определяется

 

временем

необходимым

 

диспетчеру

 

для

 

вос

-

становления

 

условий

 

нормального

 

режима

не

 

больше

 20 

минут

а

 

одним

 

из

 

критериев

 

опре

-

деления

 

МДП

 

является

 

отсутствие

 

токовых

 

перегрузок

 

элементов

превышающих

 

допустимые

 

значения

 

в

 

послеаварийных

 

режимах

.  

Иными

 

словами

при

 

аварийном

 

отключении

 

одного

 

из

 

элементов

 

энергосистемы

  (

как

 

в

 

ремонтных

так

 

и

 

нормальных

 

схемах

токовая

 

нагрузка

 

электросетевых

 

элементов

 

должна

 

быть

 

допустима

 

в

 

течение

 20 

минут

Для

 

таких

 

случаев

 

и

 

используется

 

АДТН

позволяя

 

увеличить

 

переток

 

в

 

исходном

 

нормальном

 

режиме

В

 

свою

 

очередь

в

 [2] 

нет

 

указаний

 

о

 

возможности

 

дополнительной

 

загрузки

 

ВЛ

 

на

 

такой

 

период

 

времени

потому

 

допустимый

 

послеаварийный

 

ток

 

всегда

 

приравнивался

 

к

 

длительно

 

допустимому

.

Для

 

наглядности

 

эффекта

 

от

 

учета

 

наличия

 

АДТН

 

рассмотрим

 

в

 

качестве

 

примера

 

упро

-

щенную

 

схему

 

сети

 220 

кВ

приведенную

 

на

 

рисунке

 1, 

со

 

следующими

 

начальными

 

условиями

двухцепная

 

ВЛ

 

с

 

проводами

 

АС

 300/48, 

питающая

 

энергосистему

 

с

 

нагрузкой

  300+j150 

МВА

температура

 

наружного

 

воздуха

 +20°

С

.

Согласно

 [2] 

допустимый

 

ток

 

по

 

каждой

 

цепи

 — 725 

А

согласно

 [1] 

ДДТН

 — 866 

А

В

 

нор

-

мальной

 

схеме

 

при

 

любом

 

из

 

вариантов

 

обеспечивается

 

возможность

 

передачи

 

требуемой

 

мощности

ведь

 

фактический

 

ток

 

по

 

режиму

 

составляет

 455 

А

 

по

 

каждой

 

из

 

цепей

.

При

 

управлении

 

режимом

 

необходимо

 

обеспечить

 

отсутствие

 

недопустимых

 

в

 

течение

 

20 

минут

 

токовых

 

перегрузок

 

элементов

 

сети

 

в

 

послеаварийных

 

схемах

Для

 

проверки

 

рассмо

-

трим

 

схему

 

с

 

аварийным

 

отключением

 

одной

 

из

 

цепей

 

линии

 (

рисунок

 2).

В

 

послеаварийной

 

схеме

 

ток

 

по

 

оставшейся

 

в

 

работе

 

цепи

 

составляет

 1017 

А

что

 

больше

 

длительно

 

допустимого

 

значения

 

как

 

по

 [1], 

так

 

и

 

по

 [2]. 

На

 

этапе

 

проектирования

 

это

 

озна

-

Рис

. 1. 

Нагрузки

 

ВЛ

 

при

 

нормальной

 

схеме

 

сети

Рис

. 2. 

Нагрузки

 

ВЛ

 

в

 

послеаварийной

 

схеме

 

сети


Page 4
background image

346

СБОРНИК

 

НАУЧНО

-

ТЕХНИЧЕСКИХ

 

СТАТЕЙ

чает

что

 

необходимо

 

увеличить

 

сечение

 

проводов

 

или

 

установить

 

автоматику

 

ограничения

 

перегрузки

 

оборудования

 (

АОПО

), 

которая

 

будет

 

отключать

 

часть

 

нагрузки

 

при

 

аварийном

 

от

-

ключении

 

одной

 

из

 

цепей

 

ВЛ

При

 

эксплуатации

 

объекта

 

необходимо

 

снизить

 

передаваемую

 

мощность

 

в

 

нормальной

 

схеме

ограничив

 

нагрузку

 

в

 

приемной

 

энергосистеме

 

на

 

такую

 

ве

-

личину

чтобы

 

при

 

отключении

 

одной

 

из

 

цепей

 

ВЛ

 

не

 

происходила

 

недопустимая

 

перегрузка

 

оставшейся

 

в

 

работе

.

Однако

 

от

 

всего

 

этого

 

можно

 

отказаться

если

 

учесть

 

возможность

 

аварийной

 

перегрузки

 

линии

 

согласно

 [1]. 

АДТН

 

будет

 

равняться

 1036 

А

а

 

значит

 

даже

 

в

 

послеаварийной

 

схеме

 

воз

-

можно

 

обеспечить

 

питание

 

полного

 

объема

 

нагрузки

 

дефицитной

 

энергосистемы

 

в

 

течение

 

требуемых

 20 

минут

в

 

течение

 

которых

 

диспетчер

 

может

 

предпринять

 

действия

 

по

 

изменению

 

перетоков

 

по

 

сети

 

без

 

необходимости

 

ограничений

 

потребителей

.

Таким

 

образом

использование

 

при

 

проектировании

 

и

 

эксплуатации

 

электрических

 

сетей

 

ДДТН

 

и

 

АДТН

рассчитанных

 

в

 

соответствии

 

с

 [1], 

позволяет

 

сократить

 

затраты

 

на

 

строительст

-

во

 

и

 

увеличить

 

МДП

 

в

 

контролируемых

 

сечениях

 

в

 

существующей

 

сети

Подобный

 

подход

 

уже

 

дал

 

ощутимый

 

результат

 

в

 

ряде

 

межсистемных

 

сечений

 

ЕНЭС

.

Учет

 

требований

 

ПУЭ

 

по

 

габаритным

 

расстояниям

 

Одной

 

из

 

основных

 

сложностей

 

при

 

реализации

 

алгоритма

 

программного

 

комплекса

 

по

 

расче

-

ту

 

ДДТН

 

и

 

АДТН

 

стало

 

обеспечение

 

требований

 [2] 

по

 

условиям

 

габаритных

 

расстояний

 

как

 

до

 

уровня

 

земли

так

 

и

 

до

 

пересечений

 

ВЛ

 

между

 

собой

 

и

 

с

 

другими

 

препятствиями

Расчетные

 

условия

 

для

 

указанных

 

требований

 

значительно

 

разнятся

 

как

 

для

 

линий

 

разного

 

класса

 

напря

-

жения

так

 

и

 

для

 

различных

 

типов

 

пересечений

.  

Например

габарит

 

до

 

земли

 

для

 

линий

 

напряжением

 500 

кВ

 

и

 

ниже

 

регламентируется

 

при

 

отсутствии

 

токовой

 

нагрузки

 

по

 

проводу

 

и

 

максимальной

 

температуре

 

наружного

 

воздуха

а

 

для

 

линий

 750 

кВ

 — 

при

 

протекании

 

максимального

 

рабочего

 

тока

 

и

 

при

 

температуре

 

воз

-

духа

 

теплого

 

периода

 

с

 

обеспеченностью

 0,99. 

Расстояния

 

при

 

пересечении

 

ВЛ

 

между

 

собой

 

регламентируются

 

при

 

температуре

 

воздуха

 +15°

С

кроме

 

пересечения

 

ВЛ

 750 

кВ

 

с

 

опорами

 

других

 

ВЛ

где

 

температура

 

окружающего

 

воздуха

 

должна

 

быть

 

принята

 

согласно

 

максималь

-

ной

 

температуре

 

наружного

 

воздуха

 

региона

 

прохождения

 

ВЛ

 

и

 

т

.

д

Кроме

 

того

все

 

нормируе

-

мые

 

габаритные

 

расстояния

 

должны

 

быть

 

проверены

 

для

 

случаев

 

максимальной

 

гололедной

 

нагрузки

 

при

 

отсутствии

 

тока

 

и

 

температуре

 

наружного

 

воздуха

 

в

 

зависимости

 

от

 

высоты

 

про

-

хождения

 

трассы

 

ВЛ

 

над

 

уровнем

 

моря

Всего

 

было

 

выявлено

 73 

различных

 

требования

 

по

 

габаритным

 

расстояниям

 

для

 

раз

-

ных

 

типов

 

пересечений

 

для

 

каждого

 

класса

 

напряжения

 

ВЛ

 110–750 

кВ

В

 

этой

 

связи

 

обес

-

печить

 

корректный

 

учет

 

выполнения

 

требований

 

габаритных

 

расстояний

 

без

 

специально

-

го

 

программного

 

комплекса

 

является

 

крайне

 

затруднительной

 

задачей

Для

 

автоматизации

 

расчетов

 

допустимых

 

токовых

 

нагрузок

 

ВЛ

 

в

 

ПАО

 «

ФСК

 

ЕЭС

» 

применя

-

ется

 

специализированное

 

программное

 

обеспечение

 

ПК

 «

Мониторинг

 

ВЛ

». 

В

 

алгоритмы

 

дан

-

ного

 

комплекса

 

в

 

виде

 

исходных

 

данных

 

внесены

 

требования

 [1] 

и

 [2], 

что

 

сокращает

 

трудоза

-

траты

 

пользователя

 

на

 

проведение

 

расчетов

Программа

 

сама

 

проверяет

 

соответствие

 

всем

 

требованиям

 

по

 

каждому

 

из

 

пролетов

 

и

 

указывает

 

тип

 

несоответствия

 

при

 

необходимости

.

И

 

если

 

для

 

случаев

 

нормирования

 

габаритных

 

расстояний

 

с

 

токовой

 

нагрузкой

 

все

 

кажется

 

явным

то

 

есть

 

протекающий

 

ток

помимо

 

воздействия

 

на

 

механическую

 

прочность

 

провода

не

 

должен

 

приводить

 

к

 

его

 

недопустимому

 

растяжению

то

 

для

 

определения

 

ДДТН

 

и

 

АДТН

 

без

 

учета

 

токовых

 

нагрузок

 

используется

 

иной

 

алгоритм


Page 5
background image

347

НОРМАТИВЫ

Оценка

 

соответствия

 

габаритных

 

расстояний

 

нормативным

 

требованиям

 

до

 

поверхности

 

земли

 

для

 

ВЛ

 500 

кВ

 

и

 

ниже

 

в

 

ненаселенной

труднодоступной

 

местности

 

и

 

недоступных

 

скло

-

нах

а

 

также

 

для

 

ВЛ

 220 

кВ

 

и

 

ниже

 

в

 

населенной

 

местности

 (

регламентируется

 

без

 

учета

 

токо

-

вой

 

нагрузки

производится

 

в

 

следующей

 

последовательности

:

1. 

На

 

основе

 

полного

 

состава

 

измеренных

 

исходных

 

данных

 

определяются

 

механические

 

ха

-

рактеристики

 

провода

 

в

 

каждом

 

из

 

пролетов

 

ВЛ

 (

составляется

 

модель

 

пролетов

).

2. 

Для

 

полученной

 

модели

 

пролетов

 

ВЛ

 

рассчитываются

 

габаритные

 

расстояния

 

при

 

от

-

сутствии

 

токовой

 

нагрузки

 

в

 

линии

солнечной

 

радиации

 

при

 

чистом

 

воздухе

 (

ясно

), 

ми

-

нимальной

 

скорости

 

ветра

равной

 0,6 

м

/

с

 (

направление

 — 

перпендикулярно

 

проводу

), 

и

 

температуре

 

воздуха

равной

 

абсолютной

 

максимальной

 

температуре

 

воздуха

 

региона

 

прохождения

 

ВЛ

.

3. 

В

 

случае

если

 

хотя

 

бы

 

на

 

одном

 

из

 

пролетов

 

ВЛ

 

рассчитанное

 

по

 

п

. 2 

габаритное

 

рас

-

стояние

 

меньше

 

нормативных

 

требований

 [2], 

считается

что

 

вся

 

ВЛ

 

имеет

 

недопустимые

 

габаритные

 

расстояния

.

4. 

В

 

случае

если

 

на

 

всех

 

пролетах

 

ВЛ

 

рассчитанное

 

по

 

п

. 2 

габаритное

 

расстояние

 

не

 

ме

-

нее

 

нормативных

 

требований

 [2], 

считается

что

 

вся

 

ВЛ

 

имеет

 

допустимые

 

габаритные

 

расстояния

а

 

токовая

 

нагрузка

 

провода

 

ВЛ

 

должна

 

быть

 

ограничена

 

только

 

по

 

условию

 

сохранения

 

его

 

механической

 

прочности

 (

определяется

 

согласно

 [3]).

Аналогичным

 

алгоритмом

 

определения

 

соответствия

 

габаритных

 

расстояний

 

норматив

-

ным

 

требованиям

 

следует

 

руководствоваться

 

и

 

при

 

прочих

указанных

 

в

 

п

. 2.5 [2], 

условиях

 

(

пересечение

 

ВЛ

 

с

 

автомобильными

 

дорогами

дамбами

трубопроводами

водными

 

простран

-

ствами

 

и

 

пр

.).

По

 

результатам

 

расчетов

 

не

 

только

 

определяются

 

значения

 

ДДТН

 

и

 

АДТН

 

и

 

формирует

-

ся

 

заключение

 

о

 

соответствии

 

нормативным

 

габаритным

 

расстояниям

но

 

и

 

определяются

 

конкретные

 

значения

 

негабаритных

 

расстояний

 

для

 

дальнейшего

 

формирования

 

программы

 

устранения

 

негабаритов

 

на

 

ВЛ

.

Стоит

 

особо

 

отметить

что

 

при

 

нормировании

 

допустимых

 

габаритных

 

расстояний

 

без

 

учета

 

токовой

 

нагрузки

 

использование

 

ДДТН

 

и

 

АДТН

 

согласно

 [1] 

приводит

 

к

 

тому

что

 

фактический

 

габарит

 

при

 

эксплуатации

 

ВЛ

 

будет

 

ниже

чем

 

при

 

использовании

 

допусти

-

мой

 

токовой

 

нагрузки

 

согласно

 [2]. 

При

 

этом

 

никакие

 

нормативные

 

требования

 

нарушены

 

не

 

будут

Поясняющий

 

пример

 

приведен

 

на

 

рисунке

 3.

Как

 

видно

 

из

 

рисун

-

ка

габарит

 

без

 

учета

 

то

-

ковой

 

нагрузки

 

может

 

со

-

блюдаться

  (

выполнено

 

нормативное

 

требова

-

ние

), 

однако

 

увеличение

 

токовой

 

нагрузки

 

вплоть

 

до

 

пределов

 

по

 

механи

-

ческой

 

прочности

 

тока

 

обязательно

 

приведет

 

к

 

дополнительному

 

на

-

греву

 

провода

 

и

 

увели

-

чению

 

стрелы

 

провеса

.

Рис

. 3. 

Изменение

 

габарита

 

до

 

земли

 

при

 

различной

 

токовой

 

нагрузке

Без

 

токовой

 

нагрузки

С

 

максимальной

 

токовой

 

нагрузкой

 

по

 

ПУЭ

С

 

максимальной

 

токовой

 

нагрузкой

 

по

 

СТО

(

по

 

механической

прочности

 

провода

)

Допустимый

габарит

 

по

 

ПУЭ


Page 6
background image

348

СБОРНИК

 

НАУЧНО

-

ТЕХНИЧЕСКИХ

 

СТАТЕЙ

Исходя

 

из

 

этого

 

видится

 

целесообразным

 

пересмотреть

 

требования

 

по

 

габаритным

 

расстояниям

нормировав

 

их

 

при

 

аварийно

 

допустимой

 

токовой

 

нагрузке

Такой

 

подход

 

приведет

 

к

 

единообразию

 

требований

а

 

допустимый

 

габарит

 

между

 

проводом

 

и

 

землей

 

или

 

препятствием

 

не

 

будет

 

зависеть

 

от

 

значения

 

тока

 

в

 

линии

 

или

 

расстояния

 

между

 

опо

-

рами

 

в

 

пролете

.

Также

 

следует

 

отметить

что

 

нередко

 

допустимая

 

токовая

 

нагрузка

 

ВЛ

 

ограничивается

 

кон

-

цевым

 

оборудованием

  (

трансформаторы

 

тока

высокочастотные

 

заградители

). 

Необходима

 

стандартизация

 

допустимых

 

кратковременных

 

перегрузок

 

данных

 

видов

 

оборудования

 

в

 

зави

-

симости

 

от

 

температуры

 

окружающей

 

среды

.

Унификация

 

сбора

 

исходной

 

информации

Расчет

 

ДДТН

 

и

 

АДТН

 

подразумевает

 

сбор

 

большого

 

объема

 

информации

 

о

 

параметрах

 

ВЛ

марки

 

проводов

габаритные

 

размеры

 

пролетов

 

и

 

расстояний

 

до

 

земли

погодные

 

условия

 

и

 

ток

 

во

 

время

 

измерений

типы

 

местности

 

и

 

пересечений

 

и

 

пр

.

В

 

целях

 

снижения

 

трудозатрат

 

персонала

 

линейных

 

служб

 

на

 

подготовку

 

исходных

 

данных

 

перед

 

проведением

 

расчетов

а

 

также

 

исключения

 

грубых

 

ошибок

 

в

 

ПАО

 «

ФСК

 

ЕЭС

» 

исполь

-

зуется

 

специальная

 

форма

 

для

 

заполнения

 

и

 

проверки

 

исходных

 

данных

 

в

 

формате

 Excel . 

В

 

данной

 

форме

 

вносимые

 

параметры

 

ограничены

 

различными

 

факторами

например

для

 

типа

 

местности

 — 

это

 

выбор

 

из

 

выпадающего

 

списка

 

одного

 

из

 

значений

 

согласно

 [2]: 

населенная

ненаселенная

труднодоступная

недоступные

 

склоны

Ограничена

 

возмож

-

ность

 

указания

 

внесения

 

направления

 

угла

 

направление

 

ветра

 (0–90°), 

определены

 

пре

-

делы

 

по

 

широте

 

и

 

температурам

 

и

 

пр

. (

рисунок

 4). 

Все

 

это

 

позволяет

 

загружать

 

исходные

 

данные

 

непосредственно

 

в

 

ПК

 «

Мониторинг

 

ВЛ

» 

в

 

формате

 Excel 

без

 

их

 

дополнительной

 

обработки

.

Кроме

 

того

унификация

 

информации

 

о

 

типах

 

других

 

объектов

пересекаемых

 

ВЛ

 (

реали

-

зовано

 

выпадающими

 

списками

), 

позволяет

 

реализовать

 

внутри

 

программы

 

сопоставление

 

измеренных

 

габаритных

 

расстояний

 

со

 

всеми

 

требованиями

описанными

 

в

 [2].

Рис

. 4. 

Пример

 

организации

 

формы

 

с

 

выпадающими

 

списками


Page 7
background image

349

НОРМАТИВЫ

Для

 

первичной

 

оценки

 

корректности

 

вносимых

 

габаритных

 

параметров

 

в

 

форме

 

предус

-

мотрено

 

построение

 

упрощенной

 

визуализированной

 

модели

 

пролета

 (

рисунок

 5), 

по

 

которой

 

персонал

 

линейных

 

служб

 

может

 

самостоятельно

 

произвести

 

визуальный

 

анализ

 

замеров

Это

 

позволяет

 

максимально

 

сократить

 

число

 

опечаток

 

при

 

вводе

 

информации

В

 

перспективе

 

сбор

 

такой

 

информации

 

должен

 

быть

 

упрощен

 

за

 

счет

 

применения

 

средств

 

аэросканирования

 

или

 

лазерного

 

сканирования

позволяющих

 

определить

 

габаритные

 

рассто

-

яния

 

от

 

проводов

 

ВЛ

 

до

 

реального

 

рельефа

 

местности

 

или

 

других

 

объектов

повысив

 

при

 

этом

 

точность

 

полученных

 

данных

.

Использование

 

ДДТН

 

и

 

АДТН

 

на

 

этапе

 

проектирования

С

 

утверждением

 

в

 

ПАО

 «

ФСК

 

ЕЭС

» 

стандарта

 [1] 

перед

 

специалистами

 

проектных

 

компаний

 

встал

 

вопрос

 

о

 

корректном

 

учете

 

допустимых

 

токовых

 

нагрузок

 

не

 

только

 

существующих

 

ВЛ

 

(

их

 

предоставляет

 

ПАО

 «

ФСК

 

ЕЭС

» 

в

 

рамках

 

передачи

 

исходной

 

информации

 

для

 

проектиро

-

вания

), 

но

 

и

 

вновь

 

вводимых

 

ВЛ

.

Согласно

 [1] 

при

 

проектировании

 

необходимо

 

провести

 

серию

 

расчетов

направленных

 

на

 

определение

 

ДДТН

 

и

 

АДТН

 

вновь

 

вводимой

 

ВЛ

 

с

 

учетом

 

климатических

 

и

 

географических

 

условий

 

ее

 

прохождения

Такой

 

подход

 

приводил

 

к

 

существенному

 

увеличению

 

стоимости

 

и

 

сроков

 

проектирования

каждому

 

подрядчику

 

необходимо

 

закупить

 

соответствующее

 

про

-

граммное

 

обеспечение

 

или

 

разработать

 

собственную

 

программу

собрать

 

данные

 

о

 

регионе

 

прохождения

 

ВЛ

 

и

 

т

.

д

.

Для

 

упрощения

 

проектирования

 

ВЛ

 

для

 

всех

 

проводов

указанных

 

в

 [2], 

в

 

стандарт

 [1] 

вне

-

сены

 

уже

 

рассчитанные

 

значения

 

ДДТН

 

и

 

АДТН

которые

 

должны

 

использоваться

 

проекти

-

ровщиками

 

на

 

стадии

 

разработки

 

основных

 

технических

 

решений

технико

-

экономическом

 

обосновании

 

строительства

 

объектов

 

и

 

пр

Значения

 

токов

 

разнятся

 

для

 

разных

 

широт

Таким

 

образом

в

 

качестве

 

исходных

 

данных

 

достаточно

 

определить

 

лишь

 

географические

 

параме

-

тры

 

расположения

 

проектируемой

 

ВЛ

При

 

расчетах

 

подразумевается

что

 

вновь

 

сооружаемая

 

ВЛ

 

не

 

будет

 

иметь

 

нарушений

 

га

-

баритных

 

расстояний

а

 

также

 

локальных

 

перегревов

При

 

этом

 

приведенные

 

в

 

стандарте

 [1] 

допустимые

 

токовые

 

нагрузки

 

проводов

 

приведены

 

для

 

наихудших

 

климатических

 

условий

 

Рис

. 5. 

Пример

 

упрощенной

 

визуализации

 

исходной

 

информации

0

Оп

. 1

Оп

. 2

Провод

Земля

Пересечение

Расстояние

 

между

 

опорами

20

15

10

5

0

50

100

150

200

250

300


Page 8
background image

350

СБОРНИК

 

НАУЧНО

-

ТЕХНИЧЕСКИХ

 

СТАТЕЙ

с

 

точки

 

зрения

 

пропускной

 

способности

солнце

отсутствие

 

ветра

 

и

 

осадков

ясный

 

день

для

 

того

чтобы

 

оставить

 

запас

целесообразный

 

при

 

проектировании

.

Выводы

Практическое

 

применение

 [1] 

позволяет

 

сделать

 

следующие

 

выводы

:

1. 

Регламентированный

 

подход

 

к

 

регулярному

 

расчету

 

допустимых

 

токовых

 

нагрузок

 

ВЛ

 

на

 

основе

 

стандарта

 

организации

 

способствует

 

значительному

 

повышению

 

качества

 

и

 

эф

-

фективности

 

эксплуатации

 

ВЛ

 

электросетевой

 

компании

.

2. 

Использование

 

при

 

эксплуатации

 

АДТН

  

ВЛ