Проблемы грозоупорности линий электропередачи и подстанций в районах Крайнего Севера

Page 1
background image

Page 2
background image

30

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 3, 

декабрь

 2016

30

Проблемы

 

грозоупорности

 

линий

 

электропередачи

 

и

 

подстанций

 

в

 

районах

 

Крайнего

 

Севера

ГРОЗОУПОРНОСТЬ

 

ВЛ

На

 

данный

 

момент

 

одна

 

из

 

главных

 

при

-

чин

 

выхода

 

из

 

строя

 

оборудования

 

объ

-

ектов

 

энергетики

 — 

это

 

импульсные

 

и

 

вы

-

сокочастотные

 

перенапряжения

которые

 

возникают

 

во

 

время

 

удара

 

молний

 

в

 

воз

-

душные

 

линии

  (

ВЛ

электропередачи

 [1]. 

Эта

 

проблема

 

особо

 

актуальна

 

для

 

регио

-

нов

 

с

 

грунтами

 

высокого

 

удельного

 

сопро

-

тивления

вечной

 

мерзлотой

реликтовы

-

ми

 

песчаными

 

и

 

скальными

 

горизонтами

В

 

таких

 

условиях

 

ВЛ

 

негрозоупорны

 

и

не

-

смотря

 

на

 

краткосрочность

 

грозового

 

пе

-

риода

в

 

ряде

 

случаев

 

имеют

 

более

 

двух

 

десятков

 

грозовых

 

отключений

 

на

 100 

км

 

в

 

год

 [2].

Низкая

 

грозоупорность

 

линий

связан

-

ная

 

с

 

высоким

 

удельным

 

сопротивлением

 

грунта

подтверждается

 

данными

 

филиала

 

АО

  «

НТЦ

 

ФСК

 

ЕЭС

» — 

СибНИИЭ

полу

-

ченными

 

при

 

исследованиях

 

надежности

 

В

 

статье

 

рассмотрена

 

грозоупорность

 

воздушных

 

ЛЭП

 

(

ВЛ

и

 

подстанций

 (

ПС

) 110 

кВ

 

АО

 «

Тюменьэнерго

» 

в

 

райо

-

нах

 

Крайнего

 

Севера

Для

 

ВЛ

 

рассмотрено

 

влияние

 

свойств

 

грунта

 

и

 

рельефа

 

местности

для

 

ПС

 — 

уязвимость

 

про

-

дольной

 (

витковой

изоляции

 

обмоток

 

силовых

 

трансфор

-

маторов

Если

 

для

 

ВЛ

 

найден

 

надежный

хотя

 

и

 

затратный

способ

 

повышения

 

их

 

грозоупорности

то

 

для

 

защиты

 

под

-

станционного

 

оборудования

 

от

 

набегающих

 

с

 

ВЛ

 

волн

 

гро

-

зовых

 

перенапряжений

 

делаются

 

только

 

первые

 

шаги

Вариант

 

ее

 

конструктивного

 

воплощения

 

представлен

 

опи

-

санием

 

частотно

-

зависимого

 

устройства

 (

ЧЗУ

).

Николай

 

ИЛЮШОВ

,

к

.

т

.

н

., 

доцент

 

кафедры

 

«

Безопасность

 

труда

»  

НГТУ

 

Виталий

ЛОПАТИН

начальник

Службы

 

изоляции

 

и

 

защиты

 

от

 

пере

-

напряжений

фи

 

лиала

 

Ноябрь

-

ские

 

электрические

 

сети

 

АО

 «

Тюмень

-

энерго

»

Валерий

 

БРЫКИН

начальник

 

сектора

 

диагностики

 

Департамента

 

эксплуатации

 

и

 

ремонта

 

АО

 

«

Тюменьэнерго

» 

воздушных

 

электросетей

 

АО

  «

Тюмень

-

энерго

» [3]. 

По

 

этой

 

причине

 

при

 

грозах

 

имеют

 

место

 

отключения

 

ВЛ

вызванные

 

«

обратными

» 

перекрытиями

 

изоляции

 

ВЛ

 

(

с

 

опоры

 

на

 

провод

под

 

действием

 

пере

-

напряжений

 

прямого

 

удара

 

молнии

  (

ПУМ

в

 

трос

 

или

 

опору

 

из

-

за

 

высокого

 

сопротив

-

ления

 

заземления

 

опоры

 

в

 

цепи

 

стекания

 

тока

 

молнии

 

в

  

землю

При

 

этом

 

зачастую

 

отключаются

 

сразу

 

обе

 

цепи

 

двухцепных

 

ВЛ

Число

 

таких

 

отключений

как

 

правило

ежегодно

 

превышает

 50% 

общего

 

числа

 

грозовых

 

отключений

  (

в

 

таблице

 1 

при

-

ведены

 

сведения

 

по

 

одному

 

из

 

грозовых

 

сезонов

 

для

 

электрических

 

сетей

 

двух

 

филиалов

 

АО

  «

Тюменьэнерго

» 

в

 

районах

 

Крайнего

 

Севера

Когалымские

 

электри

-

ческие

 

сети

 

и

 

Ноябрьские

 

электрические

 

сети

и

 

сопровождается

 

в

 

большинстве

 

случаев

 

успешным

 

автоматическим

 

по

-

вторным

 

включением

 (

УАПВ

линии

Техсовет


Page 3
background image

31

31

Валентин

 

ЛОМАН

,

магистрант

 

НГТУ

Екатерина

 

СКРЯБИНА

,

магистрант

 

НГТУ

Юрий

 

ЛАВРОВ

,

к

.

т

.

н

., 

доцент

 

кафедры

 «

Техника

 

и

 

электрофизика

 

высоких

 

напря

-

жений

» 

НГТУ

Сергей

 

КОРОБЕЙНИКОВ

,

д

.

ф

-

м

.

н

., 

про

-

фессор

 

кафедры

 

«

Безопасность

 

труда

» 

НГТУ

Для

 

подстанций

 

главная

 

опасность

 

состоит

 

в

 

том

что

 

набегающие

 

с

 

ВЛ

 

грозовые

 

волны

возникшие

 

при

 

обрат

-

ных

 

перекрытиях

 

линейной

 

изоляции

 

или

 

при

 

близких

 

разрядах

 

молнии

 

к

 

под

-

станциям

не

 

сглаживаются

 

по

 

крутизне

 

вследствие

 

слабого

 

фактора

 

затухания

 

и

 

деформации

 

в

 

условиях

 

грунтов

 

низ

-

кой

 

проводимости

и

 

витковая

 

изоляция

 

СТ

 

пробивается

 

под

 

действием

 

гради

-

ентных

 

перенапряжений

Одной

 

из

 

при

-

чин

 

выхода

 

из

 

строя

 

трансформаторного

 

оборудования

 

является

 

образование

 

межвитковых

 

коротких

 

замыканий

 

как

 

следствие

 

проявления

 

данных

 

перена

-

пряжений

.

Конечно

некоторая

 

доля

 

выхода

 

из

 

строя

 

трансформаторного

 

оборудования

 

приходится

 

на

 

случаи

 

пробоев

 

витковой

 

изоляции

 

обмоток

 

вследствие

 

снижения

 

степени

 

полимеризации

 

бумажной

 

изоля

-

ции

 

в

 

процессе

 

ее

 

старения

а

 

также

 

иногда

 

и

 

увлажнения

но

 

основной

 

причиной

 

вит

-

ковых

 

замыканий

 

все

 

же

 

является

 

грозовая

 

активность

Табл

. 1. 

Число

 

грозовых

 

отключений

 

ВЛ

 110 

кВ

 

в

 

районах

 

Крайнего

 

Севера

Регион

Филиал

 

АО

«

Тюмень

 

энерго

»

Протяжен

-

ность

 

ВЛ

км

Общее

 

число

 

грозовых

 

отключений

Число

 

двухцепных

 

отключений

(%)

Удельное

 

число

 

от

-

ключений

 

на

 100 

км

ХМАО

-

Югра

Когалымские

 

электри

-

ческие

 

сети

1564

36

32 (89)

2,1

ЯНАО

Ноябрьские

 

электри

-

ческие

 

сети

1648

56

33 (59)

3,4

В

 

настоящей

 

статье

 

приведены

 

резуль

-

таты

 

анализа

 

грозоупорности

 

воздушных

 

линий

 

электропередачи

 

в

 

филиале

 

АО

 «

Тю

-

меньэнерго

» 

Ноябрьские

 

электрические

 

сети

  (

далее

 — 

НЭС

). 

НЭС

 

включают

 

че

-

тыре

 

района

 

электросетей

Холмогорский

Муравленковский

Пурпейский

Вынгапу

-

ровский

На

 

балансе

 

филиала

 

находятся

 

56 

подстанций

в

 

том

 

числе

 

одна

 — 

напря

-

жением

 35 

кВ

; 55 — 

напряжением

 110 

кВ

а

 

также

 3 

переключательных

 

пункта

 110 

кВ

Основные

 

потребители

 

электриче

-

ской

 

энергии

 

НЭС

ОАО

  «

Газпромнефть

-

ННГ

», 

ОАО

  «

Роснефть

-

Пурнефтегаз

», 

ОАО

  «

Тар

 

косаленефтегаз

», 

ООО

  «

Газ

-

пром

 

добыча

 

Ноябрьск

», 

энергоснабжа

-

ющие

 

организации

 

городов

 

Ноябрьск

Муравленко

Губкинский

Тарко

-

Сале

поселков

 

Ханымей

Пурпе

Харампур

Расположение

 

некоторых

 

подстанций

 

35–500 

кВ

 

показано

 

на

 

рисунке

 1. 

За

 

гро

-

зовые

 

сезоны

 2010–2015 

годов

 

в

 

филиа

-

ле

 

Ноябрьские

 

электрические

 

сети

 

было

 

зарегистрировано

 857 

случаев

 

отключе

-

ния

 

ВЛ

Из

 

них

 545 

являются

 

грозовыми

а

 312 

произошли

 

в

 

ре

-

зультате

 

других

 

при

-

чин

Удельное

 

число

 

грозовых

 

отключений

 

на

 100 

км

 

в

 

зависимос

-

ти

 

от

 

расположения

 

ВЛ

составило

 

от

 1,1 

до

 

23,3. 

Диаграмма

 

гро

-

зовых

 

отключений

 

ВЛ

 

110 

кВ

 

по

 

данному

 

ре

-

гиону

 

представлена

 

на

 

рисунке

 2.

Рис

. 1. 

Расположение

 

подстанций

 

филиала

 

Ноябрьские

 

электриче

-

ские

 

сети


Page 4
background image

32

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 3, 

декабрь

 2016

Как

 

видно

 

из

 

этой

 

диаграммы

наибольшие

 

числа

 

грозовых

 

отключений

  (

соответственно

 

за

 

указанный

 

период

 68 

и

 67) 

пришлись

 

на

 

ВЛ

отходящие

 

от

 

ПС

 110 

кВ

 «

Новогодняя

» 

и

 

ПС

 

220 

кВ

 «

Пуль

-

Яха

» (

последняя

 

принадлежит

 

ПАО

 «

ФСК

 

ЕЭС

»). 

Обе

 

эти

 

подстанции

впрочем

как

 

и

 

все

 

остальные

 

из

 

пред

-

ставленных

 

на

 

диаграммах

находятся

 

в

 

зоне

 

распростране

-

ния

 

вечномерзлых

 

грунтов

 

с

 

максимальной

 

мощностью

 

до

 

25 

метров

В

 

частности

на

 

такой

 

полосе

 

мерзлотных

 

грунтов

 

мощностью

 25 

м

 

находится

 

и

 

город

 

Ноябрьск

.

Геолого

-

литологическое

 

строение

 

грунта

 

в

 

данной

 

мест

-

ности

 

до

 

разведанной

 

глубины

 7,0 

м

 

состоит

 

в

 

основном

 

из

 

современных

 

техногенных

 

отложений

 (t IV), 

представленных

 

насыпным

 

грунтом

 — 

песком

 

мелким

а

 

также

 

из

 

флювио

-

гляциальных

 

среднечетвертичных

 

отложений

 (f II), 

представ

-

ленных

 

песками

 

пылеватыми

мелкими

 

и

 

средней

 

крупности

 

средней

 

плотности

а

 

также

 

суглинка

Средняя

 

годовая

 

тем

-

пература

 

почвы

 

составляет

 –6…–9°

С

Удельное

 

сопротивле

-

ние

 

вечномерзлых

 

грунтов

 

у

 

поверхности

 

составляет

 

летом

 

500–1000 

Ом

· 

м

а

 

при

 

нулевых

 

температурах

 

может

 

достигать

 

20 000 

Ом

· 

м

 [5], 

что

 

уже

 

отмечалось

 

ранее

.

Так

 

как

 

все

 

ВЛ

 110 

кВ

 

филиала

 

Ноябрьские

 

электрические

 

сети

 

находятся

 

в

 

зоне

где

 

грунты

 

имеют

 

практически

 

одинако

-

вое

 

сопротивление

то

 

было

 

бы

 

не

 

совсем

 

правильно

 

делать

 

вывод

 

о

 

том

что

 

столь

 

высокое

 

количество

 

грозовых

 

отклю

-

чений

как

например

ВЛ

 110 

кВ

отходящих

 

от

 

ПС

 110/35/6 

кВ

 

«

Новогодняя

» 

или

 

ВЛ

 110 

кВ

отходящих

 

от

 

ПС

 220/110/35/6 

кВ

 

«

Пуль

-

Яха

» (

филиал

 

ПАО

  «

ФСК

 

ЕЭС

» — 

МЭС

 

Западной

 

Си

-

бири

), 

связано

 

только

 

с

 

особенностями

 

грунта

Еще

 

одним

 

фактором

способным

 

уменьшить

 

грозоупорность

 

ВЛ

являет

-

ся

 

рельеф

 

местности

на

 

которой

 

эта

 

ВЛ

 

находится

Так

ПС

 

«

Новогодняя

» 

связана

 

воздушными

 

линиями

 

с

 

ПС

 110/35/6 

кВ

 

«

Еты

-

Пур

», 

ПС

 220/110/35/10 

кВ

 «

Вынгапур

» (

филиал

 

ПАО

 «

ФСК

 

ЕЭС

» — 

МЭС

 

Западной

 

Сибири

), 

ПС

 110/10 

кВ

  «

Маяк

» 

и

 

ПС

 

110/6 

кВ

 «

Губкинская

». 

Все

 

ВЛ

 110 

кВ

связывающие

 

вышепере

-

численные

 

ПС

подвергались

 

за

 

исследуемый

 

период

 

времени

 

15

21

17

13

68

23

67

17

21

8

45

15

40

35

23

41

2

7

6

20

28

10

1

1

1

0

10

20

30

40

50

60

70

80

ПС-110 Кедр

ПС-110 Гера

щенко

ПС-110 Стрела

ПС-110 Губкинская

ПС-110 Нов

о

го

дняя

ПС-500 Муравленковская

ПС-220 Пуль-Яха

ПС-110 Крайняя

ПС-110 Пурпейска

я

ПС-110 Град

иент

ПС-220 Вынг

апур

ПС-110 М

а

як

ПС-500 Тарко-Сале

ПС-500 Хо

лмо

го

р

ская

ПС-110 Кирпичная

ПС-220 Янг

а

-Яха

ПС-110 Янтар

н

ая

ПС-110 Летняя

ПС-110 Гор

о

дс

кая

ПП-110 Северный

НПГЭ

ПС-110 Владими

р

о

в

ская

ПС-110 Сугмутская

ПП-110 Комсо

м

о

л

ьс

кий

ПС-110 Б

а

р

суко

вс

кий

й

и

н

еч

ю

лк

т

о 

о

вт

с

еч

и

л

о

К

Наименование подстанции

Табл

. 2. 

Зависимость

 

числа

 

ударов

 

молнии

 

в

 

ВЛ

от

 

рельефа

 

местности

ВЛ

 110 

кВ

Место

 

удара

 

молнии

км

Высота

 

над

уровнем

 

моря

м

Новогодняя

 — 

Еты

-

Пур

-1

9–19 (1)
24–30 (3)
45–46 (1)
60–61 (1)

от

 100 

до

 85 

82 

от

 85 

до

 75 

60 

Новогодняя

 — 

Еты

-

Пур

-2

0–10 (1)
11–14 (1)
18–26 (2)
23–30 (1)
36–43 (2)
42–43 (2)
50–53 (1)
55–65 (3)

от

 82 

до

 100 

от

 100 

до

 85 

от

 82 

до

 80 

82

от

 71 

до

 115 (40 

км

)

82 

от

 82 

до

 81 

60

Вынгапур

 — 

Новогодняя

0–10 (

от

 

Новогодней

) (1)

10–14 (1)
15–20 (

от

 

Вынгапур

) (1)

22–24 (

от

 

Вынгапур

) (3)

32–39 (

от

 

Вынгапур

) (4)

39–44 (

от

 

Вынгапур

) (2)

44–48 (

от

 

Вынгапур

) (2)

60–67 (

от

 

Вынгапур

) (1)

82 
95  

от

 95 

до

 108 

110 

до

 118 

111 

до

 120 

от

 120 

до

 123 

от

 123 

до

 133 

140  

Новогодняя

 — 

Маяк

2.5–3 (1)
3–9 (

от

 

Вынгапур

) (1)

15–20 (

от

 

Вынгапур

) (1)

82  

от

 85 

до

 95 

от

 95 

до

 108 

Губкинская

 — 

Новогодняя

6–12 (1)
15–21 (5)
28–29 (2)
29–36 (3)
42–44 (1)

73–70 
70–69 
75 
70 
63  

Рис

. 2. 

Диаграмма

 

грозовых

 

отключений

ударам

 

молнии

К

 

сожалению

далеко

 

не

 

всегда

 

удавалось

 

определить

 

точное

 

место

 

уда

-

ра

Например

на

 

ВЛ

 110 

кВ

 

Новогодняя

 — 

Еты

-

Пур

-1,2 

был

 

зарегистрирован

 41 

удар

 

молнии

  (

по

 

осцилограммам

 

регистраторов

 — 

аварийных

 

событий

 

и

 

отнесенных

 

к

 

гро

-

зовым

 

по

 

метеоусловиям

), 

но

 

только

 

для

 18 

из

 

этих

 

ударов

 

были

 

определены

 

места

 

пере

-

крытия

 

на

 

ВЛ

 (

таблица

 2).

Из

 

таблицы

 2 

можно

 

сде

-

лать

 

вывод

что

 

перепады

 

вы

-

сот

 

на

 

местности

по

 

которой

 

проходят

 

данные

 

воздушные

 

линии

также

 

не

 

являются

 

определяющим

 

фактором

влияющим

 

на

 

число

 

уда

-

ров

 

молнии

 

в

 

ВЛ

Считается

что

 

наиболее

 

подверже

-

ны

 

грозовым

 

ударам

 

те

 

опоры

которые

 

установлены

 

на

 

высоте

Но

 

например

большинство

 

ударов

 

мол

-

Техсовет


Page 5
background image

33

ний

приведших

 

к

 

грозовым

 

перекрытиям

 

изоляции

по

 

ВЛ

 110 

кВ

 

Новогодняя

 — 

Еты

-

Пур

-1 

пришлось

 

на

 

отрезок

 

между

 24 

и

 30 

км

Рельеф

 

местности

 

здесь

 

на

 20 

метров

 

ниже

чем

 

между

 9 

и

 19 

км

где

 

зарегистрировано

 

в

 3 

раза

 

меньше

 

ударов

 

молнии

.

Если

 

более

 

точно

 

привязать

 

расположение

 

опор

 

к

 

ре

-

льефу

как

 

это

 

сделано

 

для

 

ВЛ

 110 

кВ

 

Губкинская

 — 

Ново

-

годняя

-1,2 (

рисунок

 3), 

то

 

можно

 

увидеть

что

 

на

 

наиболь

-

шей

 

высоте

  (

до

 85 

метров

находятся

 

первые

 24 

опоры

где

 

зарегистрировано

 1 

грозовое

 

перекрытие

 

изоляции

Зато

 5 

ударов

 

молнии

приведших

 

к

 

перекрытиям

 

изоля

-

ции

 

ВЛ

пришлись

 

между

 60 

и

 84 

опорами

где

 

высота

 

не

 

превышает

 70 

мет

 

ров

При

 

этом

 

зарегистрировано

 (

с

 

помощью

 

системы

 

ком

-

плексного

 

мониторинга

 

состояния

 

ВЛ

разработанной

 

АО

  «

НТЦ

 

ФСК

 

ЕЭС

» — 

СибНИИЭ

большое

 

количество

 

возмущений

 

и

 

перенапряжений

 

на

 

подходе

 

ВЛ

 110 

кВ

 

Губ

-

кинская

 — 

Новогодняя

 

к

 

ПС

 110/35/6 

кВ

 «

Новогодняя

», 

не

 

приведших

 

к

 

отключениям

 (

рисунок

 4).

Таким

 

образом

для

 

того

 

чтобы

 

установить

 

точную

 

причину

 

повышенной

 

грозопоражаемости

 

определенных

 

участков

 

ВЛ

недостаточно

 

знать

 

только

 

обобщенное

 

зна

-

чение

 

сопротивления

 

грунта

 

в

 

данной

 

местности

 

или

 

ее

 

рельеф

Необходимы

 

и

 

более

 

подробные

 

данные

 

о

 

месте

 

Рис

. 3. 

Перепады

 

высот

 

установки

 

опор

 

по

 

трассе

 

ВЛ

 110 

кВ

 

Губкинская

 — 

Новогодняя

-1,2

Рис

. 4. 

Распределение

 

зарегистрированных

 

перенапряжений

 

и

 

воз

-

мущений

 

по

 

длине

 

ВЛ

 110 

кВ

 

Губкинская

 — 

Новогодняя

-2

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

Высота рельефа,

 м

Номера опор ВЛ

2-3 км 

9-10 км 

62-63 км 

10 

15 

20 

25 

30 

35 

10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 

Колличество воз

м

у

щ

ени

й

 и 

п

е

ренап

ря

жени

й

 

Расстояние, м 

установки

 

каждой

 

из

 

опор

При

 

этом

 

следует

 

учиты

-

вать

что

 

измерение

 

сопро

-

тивления

 

заземления

 

опор

 

ВЛ

 

в

 

зонах

 

грунтов

 

низкой

 

проводимости

 

малоэффек

-

тивно

По

-

видимому

проте

-

кание

 

малых

 

токов

 

в

 

измери

-

тельной

 

схеме

 

неадекватно

 

протеканию

 

токов

 

молнии

 

в

 

реальной

 

схеме

 

гигантской

 

цепи

 

от

 

облака

 

в

 

глубинные

 

горизонты

 

грунта

 

с

 

высоким

 

удельным

 

сопротивлением

 

через

 

заземлитель

 

пора

-

женной

 

опоры

если

 

неоднократно

 

отмечались

 

обратные

 

перекрытия

 

изоляции

 

в

 

том

 

числе

 

и

 

у

 

тех

 

опор

на

 

которых

 

измерениями

 

были

 

получены

 

относительно

 

малые

 

со

-

противления

 

заземления

не

 

превышавшие

 

нормируемых

 

значений

.

Было

 

бы

 

целесообразно

 

также

 

производить

 

установку

 

грозопеленгаторов

Это

 

позволило

 

бы

 

не

 

только

 

повы

-

сить

 

точность

 

определения

 

мест

 

ПУМ

но

 

и

 

более

 

точно

 

заключать

связано

 

или

 

нет

 

отключение

 

ВЛ

 

с

 

грозовой

 

активностью

.

Следует

 

отметить

что

 

с

 2008 

года

 

на

 

двухцепных

 

ВЛ

 

110 

кВ

 

филиала

 

Ноябрьские

 

электрические

 

сети

 

выпол

-

нена

 

установка

 

специальных

 

комбинированных

 

разряд

-

ников

 

ОПН

 

ЛИр

состоящих

 

из

 

нелинейных

 

ограничителей

 

перенапряжений

  (

ОПН

и

 

внешних

 

искровых

 

промежутков

 

(

ИП

). 

Эта

 

установка

 

планомерно

 

производится

 

по

 

типовому

 

проекту

 

на

 

одной

 

из

 

цепей

 

каждой

 

из

 

защищаемых

 

двухцеп

-

ных

 

ВЛ

Числа

 

грозовых

 

отключений

 

тех

 

ВЛ

где

 

была

 

выпол

-

нена

 

такая

 

защита

до

 

и

 

после

 

установки

 

ОПН

 

ЛИр

приведе

-

ны

 

в

 

таблице

 3 

с

 

разнесением

 

по

 

ПС

от

 

которых

 

отходят

 

эти

 

ВЛ

это

 

же

 

представлено

 

диаграммой

 

на

 

рисунке

 5.

Табл

. 3. 

Количество

 

грозовых

 

отключений

 

ВЛ

,

отходящих

 

от

 

ПС

 110 

кВ

 

АО

 «

Тюменьэнерго

»

Наименование

 

ВЛ

Число

 

отключений

до

установки

ОПН

 

ЛИр

после

 

установ

 

ки

 

ОПН

 

ЛИр

Муравленковская

 — 

Сугмутская

-1

10

3

Муравленковская

 — 

Сугмутская

-2

20

0

Губкинская

 — 

Новогодняя

-1

16

5

Губкинская

 — 

Новогодняя

-2

15

10

Холмогорская

 — 

Пуль

-

Яха

9

3

Холмогорская

 — 

Крайняя

9

10


Page 6
background image

34

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 3, 

декабрь

 2016

На

 

первый

 

взгляд

из

 

приведенных

 

данных

 

можно

 

было

 

бы

 

сделать

 

вывод

что

 

установка

 

ОПН

 

ЛИр

 

не

 

является

 

абсолютно

 

надежным

 

средством

 

защиты

если

 

степень

 

снижения

 

числа

 

грозовых

 

отключений

 

ВЛ

 

столь

 

различна

 

для

 

линий

отходящих

 

от

 

разных

 

подстанций

 («

Сугмутская

» 

и

  «

Новогодняя

»), 

а

 

для

 

ПС

 «

Крайняя

» 

к

 

тому

 

же

 

и

 

вообще

 

получилось

 

воз

-

растание

Однако

 

осмотрами

 

отключавшихся

 

ВЛ

 

было

 

установлено

что

 

для

 

ряда

 

отключений

 

гроза

 

имела

 

категорию

 

не

 

причины

а

 

повода

в

 

то

 

время

 

как

 

действительные

 

причины

 

были

 

другого

 

рода

на

-

пример

наличие

 

протяженных

 

отпаек

 

в

 

одноцепных

 

исполнениях

когда

 

поражалась

 

молнией

 

отпайка

не

 

защищенная

 

разрядниками

 

ОПН

 

ЛИр

или

 

дефект

 

по

-

лимерного

 

изолятора

упредившего

 

своим

 

пробоем

 

срабатывание

 

разрядника

или

наконец

ветровое

 

отклонение

 

провода

 

во

 

время

 

грозы

которое

 

приво

-

дило

 

к

 

короткому

 

замыканию

 

провода

 

на

 

тело

 

опоры

 

(

траверсы

), 

подтвержденное

 

метеосводкой

Табл

. 4. 

Сравнительная

 

таблица

 

количества

 

отключений

 

ВЛ

 110 

кВ

 

во

 

время

 

грозы

 

по

 

годам

Наименование

 

ВЛ

2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014

Номера

 

опор

,

наиболее

 

часто

поражавшихся

 

молнией

ВЛ

 110 

кВ

 

отпаечная

 

опора

 

на

 

ПС

 

Мара

 — 

Яха

 — 

Харампурская

-1 (

оп

. 186–553) 

8
8

4
6

5
3

3
3

Реконструирована

 

в

 

ВЛ

 110 

кВ

Северный

 — 

Харампурская

-1,2 

532 — 

шины

 

ПС

 

Харампур

 

(4 

откл

.); 227–434 (22 

откл

.); 

485–186 (5 

откл

.); 482–487

(4 

откл

.); 420–439 (3 

откл

.)

ВЛ

 110 

кВ

 

ПП

 

Северный

 — 

Харампурская

-1

1

2

5

4

2

4

237–240; 356–358; 415–418; 
545–548; 57–30; 473–501; 
520; 173; 459–467

ВЛ

 110 

кВ

 

ПП

 

Северный

 — 

Харампурская

-2

1

1

1

2

1

5

ВЛ

 110 

кВ

 

отпаечная

 

опора

 

на

 

ПС

 

Мара

 — 

Яха

 — 

Тарко

-

Сале

 (

оп

. 186–1) 



2
3

1
1

Реконструирована

 

в

 

ВЛ

 110 

кВ

Тарко

-

Сале

 — 

Северный

-1,2

132–160 (2 

откл

.)

172–106 (5 

откл

.)

ВЛ

 110 

кВ

 

Тарко

-

Сале

 — 

Северный

-1

2

3

165–177; 32–57; 185–200; 
69–96

ВЛ

 110 

кВ

 

Тарко

-

Сале

 — 

Северный

-2

2

3

ВЛ

 110 

кВ

 

Муравленковская

 — 

Сугмут

-

ская

-1*

2

2

4

2

3

144–160; 200–210; 220–230, 
226 

отпайка

 

на

 

ПС

 «

Звезд

-

ная

»

ВЛ

 110 

кВ

 

Муравленковская

 — 

Сугмут

-

ская

-2

6

5

4

3

2

ВЛ

 110 

кВ

 

Губкинская

 — 

Новогодняя

-1

6

8

2

1

1

136; 140–120 (3 

откл

.); 

170–150; 47–43; 63–64

ВЛ

 110 

кВ

 

Губкинская

 — 

Новогодняя

-2

7

6

2

1

2

1

5

ВЛ

 110 

кВ

 

Холмогорская

 — 

Пуль

-

Яха

2

3

2

2

1

1

1

155–220 — 

отпайка

 

на

«

Суторминская

» 

и

 «

Крайняя

»;

241–271 — 

отпайка

 

на

 

КНС

-9

ВЛ

 110 

кВ

 

Холмогорская

 — 

Крайняя

(

оп

. 1–212)

2

4

1

2

1

2

4

2

15–16; 24–51 (2 

откл

.); 

86–147; 120–141; 192–212 
(5 

откл

.)

ВЛ

 110 

кВ

 

Пуль

-

Яха

 — 

Крайняя

2

1

2

2

2

2

2

2

247–250; 243–250

Примечание

:

ВЛ

 110 

кВ

 

Муравленковская

 — 

Сугмутская

, 226/231 

отпайка

 

на

 

ПС

 «

Звездная

» — 

частое

 

попадание

 

молний

.

 

Цветом

 

обозначена

 

установка

 

ОПН

 

на

 

ВЛ

 

в

 

соответствующем

 

году

.

0

5

10

15

20

25

Сугмутская -1 

Сугмутская 

-2

Новогодняя -1

Новогодняя -2

Пул

ь

-Ях

а

Кр

айняя

й

и

н

е

ч

ю

л

кт

о 

о

вт

с

е

ч

и

л

о

К

Подстанции

До установки ОПН

После установки ОПН

Рис

. 5. 

Диаграмма

 

грозовых

 

отключений

 

до

 

и

 

после

 

установки

 

ОПН

Техсовет


Page 7
background image

35

Дополнительная

 

информация

 

представлена

 

таблицей

 4, 

где

 

наглядно

 

выражен

 

эффект

 

снижения

 

числа

 

грозовых

 

от

-

ключений

 

ВЛ

 110 

кВ

 

Губкинская

 — 

Новогодняя

-1,2, 

защищен

-

ной

 

разрядниками

 

ОПН

 

ЛИр

.

Таким

 

образом

отключения

 

ВЛ

 

после

 

установки

 

ОПН

 

ЛИр

 

были

 

обусловлены

 

не

 

недостатками

а

 

проявлением

 

случайных

 

факторов

таких

 

как

 

резкие

 

порывы

 

ветра

 

или

 

по

-

падание

 

грозовых

 

разрядов

 

в

 

отпайки

 

ВЛ

 

или

 

одноцепные

 

участки

 

ВЛ

где

 

нет

 

установленных

 

ОПН

 

ЛИр

В

 

результате

 

работ

проводимых

 

для

 

предотвращения

 

подобных

 

факто

-

ров

  (

из

 

числа

 

реально

 

устранимых

), 

компрометирующих

 

применение

 

ОПН

 

ЛИр

установка

 

последних

 

получила

 

широ

-

кое

 

распространение

 

в

 

ряде

 

других

 

филиалов

 

АО

 «

Тюмень

-

энерго

», 

где

 

случаются

 

аналогичные

 

проявления

 

не

 

гро

 

зо

-

упор

 

нос

 

ти

 

двухцепных

 

ВЛ

 110 

кВ

 

в

 

зонах

 

с

 

грунтами

 

низкой

 

проводимости

В

 

настоящее

 

время

 

таким

 

способом

 

защи

-

щено

 

более

 

десятка

 

двухцепных

 

ВЛ

 

общей

 

протяженностью

 

по

 

цепям

 

уже

 

за

 

тысячу

 

километров

Анализ

 

эксплуатации

 

этих

 

ВЛ

 

за

 

весь

 

период

начиная

 

с

 2008 

года

показывает

 

достаточно

 

высокую

 

эффективность

 

этого

 

способа

 

защиты

не

 

имеющего

 

пока

 

альтернативы

В

 

дополнение

 

к

 

опробованному

 

способу

 

повышения

 

гро

-

зоупорности

 

ВЛ

 

с

 

помощью

 

ОПН

 

ЛИр

 

рассмотрим

 

один

 

из

 

но

-

ваторских

 

способов

 

защиты

 

подстанционного

 

оборудования

 

от

 

набегающих

 

волн

 

грозовых

 

перенапряжений

 

с

 

ВЛ

 

в

 

усло

-

виях

 

плохопроводящих

 

грунтов

.

Примером

 

такого

 

обновления

 

применяемых

 

способов

 

и

 

средств

 

грозозащиты

на

 

наш

 

взгляд

может

 

стать

 

предла

-

гаемое

 

к

 

рассмотрению

 

во

 2-

й

 

части

 

статьи

 

предназначенное

 

для

 

защиты

 

ПС

 

частотнозависимое

 

устройство

 (

ЧЗУ

), 

работа

-

ющее

 

на

 

принципе

 

скин

-

эффекта

 [6–7].

ГРОЗОУПОРНОСТЬ

 

ПС

На

 

подстанциях

 

в

 

настоящее

 

время

 

основным

 

аппаратом

 

грозозащиты

 

является

 

ОПН

осуществляющий

 

координацию

 

главной

 

изоляции

 

оборудования

 (

фаза

фаза

 

и

 

фаза

земля

по

 

амплитуде

 

грозовой

 

волны

набегающей

 

с

 

ВЛ

Аналогич

-

ной

 

способностью

 

координации

 

по

 

второму

 

параметру

 

вол

-

ны

 — 

крутизне

 — 

он

к