Пересмотр методологии определения значений наведенного напряжения на отключенных воздушных линиях электропередачи 6–220 кВ

Page 1
background image

211

ЭКСПЛУАТАЦИЯ

ТЕХНИЧЕСКОЕ

 

ОБСЛУЖИВАНИЕ

 

И

 

РЕМОНТЫ

Пересмотр

 

методологии

 

определения

 

значений

 

наведенного

 

напряжения

 

на

 

отключенных

 

воздушных

 

линиях

 

электропередачи

 6–220 

кВ

Талакин

 

С

.

А

., 

Растегняев

 

Д

.

Ю

., 

ПАО

 «

МОЭСК

» 

к

.

т

.

н

Борисов

 

Р

.

К

., 

к

.

т

.

н

Горшков

 

А

.

В

., 

к

.

т

.

н

Жуликов

 

С

.

С

.,

 

ООО

 «

НПФ

 

ЭЛНАП

»

к

.

т

.

н

Королев

 

И

.

В

., 

Коломиец

 

Е

.

В

., 

ФГБОУ

 

ВО

 «

НИУ

 «

МЭИ

»

Аннотация

В

 

статье

 

рассмотрены

 

проблемы

 

расчета

 

наведенного

 

напряжения

 

по

 

существующему

 

СТО

 

и

 

возможность

 

доработки

 

расчетных

 

моделей

.

Ключевые

 

слова

:

расчет

 

наведенного

 

напряжения

численные

 

методы

В

 

действующем

 

СТО

 56947007-29.240.55.018-2009 «

Методические

 

указания

 

по

 

определе

-

нию

 

наведенного

 

напряжения

 

на

 

отключенных

 

воздушных

 

линиях

находящихся

 

вблизи

 

действующих

 

ВЛ

» 

при

 

расчете

 

значений

 

наведенных

 

напряжений

 

существует

 

ряд

 

допу

-

щений

которые

 

могут

 

вносить

 

существенные

 

искажения

 

в

 

получаемые

 

результаты

 

расчета

 

значений

 

наведенных

 

напряжений

:

• 

приведено

 

ошибочное

 

выражение

 

для

 

определения

 

наведенного

 

напряжения

 

при

 

воздейст

-

вии

 

на

 

отключенную

 

ВЛ

 

нескольких

 

влияющих

 

ВЛ

 

путем

 

введения

 

весовых

 

коэффициентов

 

пересчета

 

с

 

учетом

 

протекания

 

максимальных

 

токов

 

нагрузки

 

по

 

всем

 

влияющим

 

ВЛ

с

 

уве

-

личением

 

количества

 

влияющих

 

ВЛ

 

значение

 

наведенного

 

напряжения

 

уменьшается

 

при

 

совпадении

 

направлений

 

передаваемых

 

по

 

ним

 

мощностей

;

• 

при

 

расчетах

 

наведенного

 

напряжения

 

не

 

рассматриваются

 

влияющие

 

ВЛ

расположенные

 

на

 

расстояниях

 

менее

 10 

м

 

от

 

рассматриваемой

 

ВЛ

 (

двухцепные

 

линии

);

• 

при

 

расчетах

 

наведенного

 

напряжения

 

не

 

учитывается

 

влияние

 

удельного

 

сопротивления

 

грунта

;

•  

при

 

расчетах

 

наведенного

 

напряжения

 

не

 

учитывается

 

влияние

 

геометрии

 

влияющей

 

ВЛ

 

(

высоты

 

подвеса

 

фазных

 

проводов

 

и

 

расстояний

 

между

 

ними

);


Page 2
background image

212

СБОРНИК

 

НАУЧНО

-

ТЕХНИЧЕСКИХ

 

СТАТЕЙ

•  

отсутствует

 

выражение

 

для

 

коэффициента

 

пересчета

 

измеренного

 

напряжения

 

для

 

случая

 

наличия

 

на

 

ВЛ

 

молниезащитного

 

троса

;

•  

требует

 

уточнения

 

и

 

доработки

 

методика

 

измерений

 

наведенного

 

напряжения

 

на

 

отключен

-

ной

 

ВЛ

 (

СТО

 56947007-29.240.55.018-2009) 

в

 

части

:

 

определения

 

места

 

расположения

 

потенциального

 

электрода

  (

не

 

должен

 

находиться

 

в

 

зоне

 

растекания

 

тока

 

с

 

заземляющего

 

устройства

 (

ЗУ

подстанции

 

и

 

ЗУ

 

опоры

;

 

отстройки

 

от

 

воздействия

 

электромагнитных

 

помех

  (

наводок

на

 

измерительные

 

про

-

вода

;

 

оценки

 

влияния

 

потенциала

 

ЗУ

 

подстанции

вынесенного

 

на

 

ЗУ

 

опоры

оказываемого

 

на

 

измеряемое

 

значение

 

напряжения

 

на

 

месте

 

работы

.

В

 

связи

 

с

 

этим

 

в

 

настоящее

 

время

 

достоверным

 

способом

 

определения

 

наведенного

 

напряжения

 

на

 

отключенной

 

линии

 

является

 

непосредственно

 

замер

что

 

указано

 

в

 

су

-

ществующей

 

нормативно

-

технической

 

документации

  (

требование

 

замера

 

наведенного

 

напряжения

).

С

 

целью

 

доработки

 

методики

 

расчета

 

наведенного

 

напряжения

 

необходимо

 

использовать

 

численные

 

методы

 

для

 

расчета

 

с

 

учетом

 

всех

 

возможных

 

параметров

 

ВЛ

 

и

 

влияющих

 

факторов

.

Разработка

 

методики

 

и

 

проверка

 

ее

 

достоверности

 

проводится

 

в

 

настоящее

 

время

.

В

 

расчете

 

учитываются

:

 

топографические

 

схемы

 

электрической

 

сети

которые

 

должны

 

включать

 

все

 

ВЛ

располо

-

женные

 

в

 

зоне

 

влияния

 

на

 

отключенную

 

ВЛ

 

геометрические

 

размеры

 

фазных

 

проводов

 

в

 

пролетах

 

ВЛ

 

значения

 

погонного

 

индуктивного

 

сопротивления

 

фазных

 

проводов

 

различных

 

марок

;

 

максимально

 

возможные

 

значения

 

токов

 

прямой

обратной

 

и

 

нулевой

 

последовательно

-

стей

 

в

 

нормальном

 

режиме

 

во

 

влияющих

 

ВЛ

;

 

значения

 

сопротивлений

 

заземлителей

 

подстанций

 

на

 

концах

 

отключенной

 

ВЛ

 

при

 

наи

-

большем

 

высыхании

 

грунта

По

 

расчетным

 

данным

 

расхождение

 

СТО

 56947007-29.240.55.018-2009 

с

 

разрабатываемой

 

методикой

 

и

 

проведенными

 

замерами

 

может

 

отличаться

 

на

 

порядок

.

Предварительный

 

отбор

 

ВЛ

предположительно

 

находящихся

под

 

наведенным

 

напряжением

Методика

 

имеет

 

рекомендательный

 

характер

так

 

как

 

согласно

 

требованиям

 

Правил

 

по

 

охране

 

труда

 

при

 

эксплуатации

 

электроустановок

 (

с

 

изменениями

 

на

 19 

февраля

 2016 

года

необходимо

 

определять

 

ВЛ

находящиеся

 

под

 

наведенным

 

напряжением

только

 

путем

 

выпол

-

нения

 

измерений

 

значений

 

наведенного

 

напряжения

 

с

 

последующим

 

их

 

пересчетом

 

к

 

наихуд

-

шим

 

условиям

 

протекания

 

рабочих

 

токов

 

во

 

влияющих

 

ВЛ

.

Назначением

 

данной

 

методики

 

является

 

определение

 

приоритетного

 

перечня

 

ВЛ

 

для

 

пер

-

воочередного

 

проведения

 

на

 

них

 

измерений

 

значений

 

наведенного

 

напряжения

При

 

этом

 

под

-

разумевается

что

 

в

 

приоритетный

 

перечень

 

должны

 

быть

 

включены

 

все

 

ВЛ

которые

 

были

 

определены

 

в

 

результате

 

предварительного

 

отбора

.

Для

 

проведения

 

предварительного

 

отбора

 

ВЛ

предположительно

 

находящихся

 

под

 

наве

-

денным

 

напряжением

необходимы

 

следующие

 

данные

:

1) 

топографические

 

схемы

 

электрической

 

сети

 

в

 

зоне

 

влияния

 

на

 

отключенную

 

ВЛ

;

2) 

I

1

отх

i

 — 

максимально

 

возможное

 

значение

 

тока

 

прямой

 

последовательности

 

в

 

нормальном

 

режиме

 

в

 

i

-

ой

 

влияющей

 

ВЛ

отходящей

 

от

 

подстанции

 

на

 

конце

 

отключенной

 

ВЛ

.


Page 3
background image

213

ЭКСПЛУАТАЦИЯ

ТЕХНИЧЕСКОЕ

 

ОБСЛУЖИВАНИЕ

 

И

 

РЕМОНТЫ

Предварительный

 

отбор

 

ВЛ

 

заключается

 

в

 

исключении

 

из

 

числа

 

ВЛ

 

тех

 

ВЛ

по

 

всей

 

длине

 

которых

 

наведенное

 

напряжение

 

заведомо

 

не

 

может

 

превысить

 

предельно

 

допустимое

 

значе

-

ние

 25 

В

.

Наведенное

 

напряжение

 

на

 

отключенной

 

ВЛ

 

заведомо

 

не

 

превысит

 

предельно

 

допустимое

 

значение

 25 

В

если

 

на

 

территории

ограниченной

 

некоторым

 

расстоянием

 

S

1

 

 

S

0

 (

таблица

 1) 

от

 

отключенной

 

ВЛ

отсутствуют

 

влияющие

 

ВЛ

за

 

исключением

 

сравнительно

 

небольших

 

вли

-

яющих

 

участков

 

на

 

концах

 

отходящих

 

ВЛ

.

Значения

 

расстояния

 

S

1

 

в

 

зависимости

 

от

 

длины

 

l

 

отключенной

 

ВЛ

 

и

 

наибольшего

 

из

 

зна

-

чений

 

параметра

 

I

1

отх

i

 

l

отх

i

 

для

 

каждого

 

конца

 

отключенной

 

ВЛ

 

приведены

 

в

 

таблице

 2, 

где

 

I

1

отх

i

 — 

максимально

 

возможное

 

значение

 

тока

 

прямой

 

последовательности

 

в

 

нормальном

 

ре

-

жиме

 

в

 

i

-

ой

 

отходящей

 

влияющей

 

ВЛ

l

отх

i

 — 

длина

 

влияющего

 

на

 

отключенную

 

ВЛ

 

участка

 

i

-

ой

 

отходящей

 

влияющей

 

ВЛ

.

ВЛ

на

 

расстоянии

 

менее

 

S

1

 

от

 

которых

 

имеется

 

хотя

 

бы

 

одна

 

влияющая

 

ВЛ

 (

помимо

 

учтен

-

ных

 

участков

 

отходящих

 

ВЛ

), 

следует

 

рассматривать

 

как

 

ВЛ

предположительно

 

находящиеся

 

под

 

наведенным

 

напряжением

При

 

значениях

 

параметра

 

I

1

отх

i

 

l

отх

i

 > 100 

А∙км

 

отключенную

 

ВЛ

 

всегда

 

следует

 

рассматри

-

вать

 

как

 

ВЛ

предположительно

 

находящуюся

 

под

 

наведенным

 

напряжением

.

Пример

 

проведения

 

предварительного

 

отбора

 

ВЛ

,

предположительно

 

находящейся

 

под

 

наведенным

 

напряжением

 

Исходные

 

данные

Отключенная

 

ВЛ

 

напряжением

 110 

кВ

 

имеет

 

длину

 

l

 = 20 

км

От

 

ПС

 

 1 

на

 

первом

 

конце

 

отключенной

 

ВЛ

 

отходит

 

другая

 

ВЛ

 110 

кВ

Максимально

 

воз

-

можный

 

ток

 

в

 

отходящей

 

ВЛ

 

I

1

отх

 = 600 

А

длина

 

ее

 

влияющего

 

участка

 

l

отх

 = 0,1 

км

.

От

 

ПС

 

 2 

на

 

втором

 

конце

 

отключенной

 

ВЛ

 

отходят

 

две

 

другие

 

ВЛ

 110 

кВ

Максимально

 

возможные

 

токи

 

в

 

отходящих

 

ВЛ

 

I

1

отх

1

 = 200 

А

 

и

 

I

1

отх

2

 = 330 

А

длины

 

их

 

влияющих

 

участков

 

l

1

отх

1

 = 0,15 

км

 

и

 

l

1

отх

2

 = 0,06 

км

.

Табл

. 2. 

Значения

 

расстояния

 

S

1

 (

км

)

I

1

отх

i

 

l

отх

i

,

А∙км

l

,

 

км

1

2

3

5

7

10

15

20

30

40

50

0

1,1

1,6

1,9

2,6

3,1

3,8

4,8

5,7

7,3

8,8

11

20

1,2

1,7

2,1

2,8

3,4

4,2

5,3

6,3

8,2

9,8

12

40

1,3

1,9

2,4

3,2

3,8

4,7

6

7,2

9,3

12

14

60

1,5

2,2

2,8

3,7

4,5

5,6

7,1

8,6

12

14

16

80

1,9

2,7

3,4

4,6

5,6

7

9

11

15

18

21

100

2,6

3,8

4,8

6,5

8

10

14

17

23

28

34

Табл

. 1. 

Размер

 

S

0

 

зоны

 

влияния

 

на

 

отключенную

 

ВЛ

l

,

 

км

1

2

3

5

7

10

15

20

30

40

50

S

0

км

3

4

5

7

9

11

14

18

24

31

37


Page 4
background image

214

СБОРНИК

 

НАУЧНО

-

ТЕХНИЧЕСКИХ

 

СТАТЕЙ

 

Определение

 

расстояния

 

S

1

Значение

 

параметра

 

I

1

отх

i

 

l

отх

i

 

для

 

первого

 

конца

 

отключенной

 

ВЛ

 

составляет

 

600· 0,1 = 60 

А

· 

км

Значение

 

параметра

 

I

1

отх

i

 

l

отх

i

 

для

 

второго

 

конца

 

отключенной

 

ВЛ

 

состав

-

ляет

 200· 0,15 + 330· 0,06 

 50 

А

· 

км

В

 

качестве

 

расчетного

 

значения

 

принимаем

 

наибольшее

 

значение

 

параметра

 

I

1

отх

i

 

l

отх

i

 = 

60 

А

· 

км

.

Тогда

 

согласно

 

таблице

 2 

расстояние

 

S

1

 

составляет

 8,6 

км

.

 

Заключение

Если

 

на

 

расстоянии

 

менее

 

S

1

 = 8,6 

км

 

от

 

данной

 

отключенной

 

ВЛ

 

отсутствуют

 

влияющие

 

ВЛ

 

(

помимо

 

учтенных

 

участков

 

отходящих

 

ВЛ

), 

то

 

данную

 

ВЛ

 

следует

 

рассматривать

 

как

 

ВЛ

не

 

находящуюся

 

под

 

наведенным

 

напряжением

В

 

противном

 

случае

 

данную

 

ВЛ

 

следует

 

рассма

-

тривать

 

как

 

ВЛ

предположительно

 

находящуюся

 

под

 

наведенным

 

напряжением

.

Пример

 

расчета

 

максимального

 

значения

 

наведенного

 

напряжения

 

для

 

отбора

 

рабочих

 

мест

 

отключенной

 

ВЛ

 

в

 

качестве

 

мест

 

проведения

 

измерений

 

Исходные

 

данные

 

для

 

расчета

 

максимального

 

значения

 

наведенного

 

напряжения

Параметры

 

отключенной

 

ВЛ

:

 

класс

 

напряжения

 — 110 

кВ

;

 

длина

 

ВЛ

 — 10 

км

;

 

марка

 

провода

 — 

АС

150/25;

 

погонное

 

индуктивное

 

сопротивление

 

x

0

 = 0,358 · 10

-3

 

Ом

/

м

 

сопротивление

 

ЗУ

 

ПС

 

 1 

и

 

ПС

 

 2 

R

1

ЗУПС

 = 

R

2

ЗУПС

 

= 0,5 

Ом

 (

приведено

 

в

 

паспорте

 

зазем

-

ляющего

 

устройства

 

ПС

);

 

средняя

 

высота

 

подвеса

 

фазных

 

проводов

 

h

a

 = 12 

м

h

b

 = 10 

м

h

с

 = 8 

м

;

 

расстояние

 

между

 

фазами

 

y

ab

y

bc

y

ac

= 0 

м

 (

рисунок

 1).

Параметры

 

влияющей

 

ВЛ

:

 

класс

 

напряжения

 — 110 

кВ

;

 

длина

 

ВЛ

 — 6 

км

;

 

максимально

 

возможный

 

ток

 

прямой

 

последовательности

 

I

1

m

1

 = 400 

А

;

 

максимально

 

возможный

 

ток

 

обратной

 

последовательности

 

I

2

m

 = 0,2

I

1

m

;

 

максимально

 

возможный

 

ток

 

нулевой

 

последовательности

 3

I

0

m

 = 0,3

I

1

m

;

 

средняя

 

высота

 

подвеса

 

фазных

 

проводов

 

h

A

 = 12 

м

h

B

 = 10 

м

h

С

 = 8 

м

.

Удельное

 

сопротивление

 

грунта

 

 = 100 

Ом∙м

Значение

 

сопротивления

 

заземлителя

 

рабочего

 

места

 

R

 

при

 

расчетах

 

принято

 

бесконечно

 

большим

.

Частота

 

сети

 

f

 = 50 

Гц

.

Магнитная

 

постоянная

 

0

 = 4

10

-7

 

Гн

/

м

.

Согласно

 

расчетной

 

схеме

 (

рисунок

 1) 

на

 

первом

 (

левом

расчетном

 

участке

 

имеется

 

толь

-

ко

 

один

 

участок

 

влияющей

 

ВЛ

  (

L

111

). 

На

 

втором

  (

правом

расчетном

 

участке

 

также

 

имеется

 

только

 

один

 

участок

 

влияющей

 

ВЛ

 (

L

211

).

Угол

 

между

 

влияющей

 

и

 

отключенной

 

ВЛ

 

на

 

первом

 (

левом

расчетном

 

участке

 

составляет

 

1

 = 0. 

Расстояния

 

на

 

первом

 (

левом

расчетном

 

участке

 

между

 

концами

 

расчетного

 

отрезка

 


Page 5
background image

215

ЭКСПЛУАТАЦИЯ

ТЕХНИЧЕСКОЕ

 

ОБСЛУЖИВАНИЕ

 

И

 

РЕМОНТЫ

влияющей

 

ВЛ

 

и

 

концами

 

соответствующего

 

ему

 

отрезка

 

отключенной

 

ВЛ

 

возле

 

ПС

 

 1 

состав

-

ляют

 

y

111

 = 

y

112

 = 50 

м

.

Угол

 

между

 

влияющей

 

и

 

отключенной

 

ВЛ

 

на

 

втором

 (

правом

расчетном

 

участке

 

составля

-

ет

 

2

 = 30°. 

Расстояния

 

между

 

концами

 

расчетного

 

отрезка

 

влияющей

 

ВЛ

 

и

 

концами

 

соответ

-

ствующего

 

ему

 

отрезка

 

отключенной

 

ВЛ

 

на

 

втором

  (

правом

расчетном

 

участке

 

составляют

 

y

211

 = 

y

112 

cos 

2

 

и

 

y

212

 = 

L

211

 

tg 

2

 + 

y

211

.

Выводы

Для

 

точного

 

расчета

 

наведенного

 

напряжения

 

необходимо

 

учитывать

 

все

 

возможные

 

пара

-

метры

 

ВЛ

 

и

 

влияющие

 

факторы

Данные

 

расчеты

 

необходимо

 

проводить

 

с

 

применением

 

чи

-

сленных

 

методов

 

и

 

оптимальным

 

решением

 

будет

 

создание

 

специализированной

 

программы

.

П С № 1

П С № 2

в л и я ю щ а я   В Л

о ткл ю ч е н н а я   В Л

м е сто   р а сч е та

Пе рвый (ле вый) уча сток

Второй (пра вый) уча сток

L

1

= 3 0 0 0 м

L

2

= 7 0 0 0 м

L

1 1 1

= 3 0 0 0 м

L

211

= 3000

м

α

2

= 3 0 ° 

α

1

= 0 ° 

I

1

m

1

I

1

m

1

Δ

y

111

Δ

y

1

12

Δ

y

2

1

1

Δ

y

21

2

Δ

y

2

11

α

2

Рис

. 1. 

Топографическая

 

схема

 

отключенной

 

и

 

влияющей

 

ВЛ

 

для

 

определения

 

максимального

 

значе

-

ния

 

наведенного

 

напряжения

ЛИТЕРАТУРА

1. 

Правила

 

защиты

 

устройств

 

проводной

 

связи

железнодорожной

 

сигнализации

 

и

 

телемеха

-

ники

 

от

 

опасного

 

и

 

мешающего

 

влияний

 

линии

 

электропередачи

Часть

 1. 

Общие

 

положения

Опасные

 

влияния

М

., 

Л

.: 

Энергия

, 1966. 42 

с

.

2.  Carson I.R. Wave propagation in overhead wires 

with ground return. Bell Systems Technical Journal, 
Volume 5, Issue 4, 1926, pp. 539–554.

3. 

Костенко

 

М

.

В

., 

Перельман

 

Л

.

С

., 

Шкарин

 

Ю

.

П

Волновые

 

процессы

 

и

 

электрические

 

помехи

 

в

 

многопроводных

 

линиях

 

высокого

 

напряже

-

ния

М

.: 

Энергия

, 1973. 272 c.

4. 

Глушко

 

В

.

И

К

 

решению

 

классической

 

задачи

 

магнитного

 

влияния

 

воздушных

 

линий

 

электро

-

передачи

 

на

 

протяженные

 

проводящие

 

комму

-

никации

 // 

Энергетика

Известия

 

высших

 

учеб

-

ных

 

заведений

 

и

 

энергетических

 

объединений

 

СНГ

, 2013, 

 2. 

С

. 5–10.


Читать онлайн

В статье рассмотрены проблемы расчета наведенного напряжения по существующему СТО и возможность доработки расчетных моделей.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 3(72), май-июнь 2022

Сравнительный анализ мероприятий по повышению надежности передачи электрической энергии в распределительных сетях

Управление сетями / Развитие сетей Энергоснабжение / Энергоэффективность Воздушные линии
Гвоздев Д.Б. Иванов Р.В.
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»