Устройство автоматического повторного включения кабельно-воздушных линий электропередачи мегаполисов

Page 1
background image

Page 2
background image

98

СЕТИ

РОССИИ

р

е

л

е

й

н

а

я

 з

а

щ

и

т

а

релейная защит

а

Устройство 

автоматического 

повторного включения 

кабельно-воздушных

линий электропередачи 

мегаполисов

  Развитие инфраструктуры Московского мегаполиса является 
определяющим стимулом развития сети кабельно-воздушных 
линий высокого напряжения в ПАО «МОЭСК». Актуальные тре-
бования надежности электроснабжения определяют необходи-
мость автоматического повторного включения линий электро-
передачи, выполненных неизолированными проводами.

Денис ДОГАДКИН, директор департамента

электрических режимов ПАО «МОЭСК»,

Роман МАРИН, главный эксперт департамента

электрических режимов ПАО «МОЭСК»,

Елена ШИРШОВА, главный эксперт департамента 

электрических режимов ПАО «МОЭСК»,

Григорий ИСМУКОВ, инженер-исследователь

1 категории ООО «Релематика»

Александр КУЛИКОВ, д.т.н.,

научный консультант ООО «Релематика»

Михаил ЛИНТ, к.т.н., директор по стратегическому

развитию ООО «Релематика»

Андрей ПОДШИВАЛИН, к.т.н., заведующий

отделом ООО  «Релематика»

В

 

Правилах

 

устройства

 

элек

-

троустановок

 [1] 

предписа

-

но

: «…

Должно

 

предусма

-

триваться

 

автоматическое

 

повторное

 

включение

  (

АПВ

воздуш

-

ных

 

и

 

смешанных

 (

кабельно

-

воздуш

-

ных

линий

 

всех

 

типов

 

напряжений

 

выше

 1 

кВ

Отказ

 

от

 

применения

 

АПВ

 

должен

 

быть

 

в

 

каждом

 

отдельном

 

случае

 

обоснован

». 

Однако

 

в

 

элек

-

тротехнической

 

практике

 

отсутствуют

 

типовые

 

технические

 

решения

обе

-

спечивающие

 

АПВ

 

кабельно

-

воздуш

-

ных

 

линий

 

электропередачи

  (

ЛЭП

высокого

 

напряжения

  (

например

110 

кВ

 

и

 

выше

).

Опыт

 

эксплуатации

 

показывает

что

 

короткие

 

замыкания

 

на

 

кабель

-

ной

 

части

 

линий

 

имеют

 

устойчивый

 

характер

Значит

целесообразно

 

ре

-

ализовать

 

АПВ

 

кабельно

-

воздушных

 

ЛЭП

 

при

 

повреждениях

 

на

 

воздуш

-

ных

 

участках

 

и

 

запретить

 

АПВ

 

при

 

повреждениях

 

на

 

кабельных

 

участ

-


Page 3
background image

99

ках

С

 

точки

 

зрения

 

изложенной

 

логики

применяе

-

мые

 

на

 

практике

 

алгоритмы

 

АПВ

 

воздушных

 

ЛЭП

 [2] 

неэффективны

 

на

 

комбинированных

 

линиях

 

элек

-

тропередачи

 (

КВЛ

), 

так

 

как

 

могут

 

приводить

 

к

 

значи

-

тельным

 

объемам

 

повреждений

 

и

 

дорогостоящему

 

ремонту

 

кабельной

 

части

Действительно

повтор

-

ная

 

подача

 

высокого

 

напряжения

 

на

 

высоковольт

-

ный

 

кабель

проходящий

 

в

 

зоне

 

жилых

 

построек

может

 

привести

 

к

 

существенному

 

ущербу

травми

-

рованию

 

и

 

даже

 

гибели

 

людей

Следует

 

отметить

что

 

на

 

высоковольтных

 

кабелях

как

 

правило

от

-

сутствует

 

явление

 

самоустранения

 

повреждения

и

 

перед

 

повторной

 

подачей

 

напряжения

 

на

 

кабель

 

его

 

необходимо

 

испытывать

.

Поэтому

 

для

 

эффективного

 

АПВ

 

высоковольт

-

ных

 

кабельно

-

воздушных

 

ЛЭП

 

необходимо

 

с

 

высо

-

кой

 

точностью

 

определить

на

 

каком

 

из

 

участков

 

(

воздушном

 

или

 

кабельном

произошло

 

поврежде

-

ние

и

 

при

 

устранении

 

повреждения

 

на

 

воздушном

 

участке

 

реализовать

 

АПВ

 

ЛЭП

.

Для

 

обеспечения

 

надежности

 

сети

 110 

кВ

 

и

 

выше

 

и

 

минимизации

 

затрат

 

на

 

аварийно

-

восста

-

новительные

 

работы

 

ПАО

 «

МОЭСК

» 

организовано

 

выполнение

 

научно

-

исследовательской

 

и

 

опыт

-

но

-

конструкторской

 

работы

  (

НИОКР

по

 

созданию

 

устройства

 

автоматического

 

повторного

 

включе

-

ния

 

с

 

функциями

 

определения

 

места

 

короткого

 

замыкания

 

кабельно

-

воздушных

 

линий

а

 

также

 

контроля

 

состояния

 

поврежденного

 

воздушного

 

участка

 

перед

 

повторным

 

включением

 

КВЛ

.

ТЕХНИЧЕСКОЕ

 

РЕШЕНИЕ

Для

 

эффективного

 

выполнения

 

АПВ

 

КВЛ

 

были

 

выделены

 

следующие

 

задачи

определение

 

по

-

врежденного

 

участка

 

КВЛ

определение

 

места

 

повреждения

  (

ОМП

), 

контроль

 

состояния

 

повреж

-

денного

 

участка

 

в

 

бестоковую

 

паузу

 

цикла

 

АПВ

Успешное

 

решение

 

этих

 

задач

 

должно

 

предотвра

-

тить

 

включение

 

на

 

устойчивые

 

КЗ

.

Определение

 

поврежденного

 

участка

 

КВЛ

как

 

показало

 

исследование

целесообразно

 

выпол

-

нять

 

методом

 

сравнения

 

токов

 

по

 

концам

 

кабель

-

ных

 

участков

 

КВЛ

.

Ни

 

один

 

другой

 

метод

 

не

 

может

 

сравниться

 

по

 

точности

 

зоны

 

с

 

дифференциальным

 

принципом

Схема

 

токовой

 

продольной

 

дифференциальной

 

защиты

однако

является

 

во

 

многих

 

случаях

 

не

-

оправданно

 

дорогим

 

решением

в

 

первую

 

очередь

из

-

за

 

высокой

 

стоимости

 

канала

 

связи

 

и

 

его

 

мон

-

тажа

В

 

данной

 

работе

 

применены

 

датчики

 

тока

 

(

ДТ

) — 

терминалы

 

специального

 

исполнения

установленные

 

на

 

кабельно

-

воздушных

 

перехо

-

дах

 

ЛЭП

Требования

 

к

 

каналу

 

связи

 

между

 

ними

 

значительно

 

снижены

а

 

потому

 

для

 

связи

 

полу

-

комплектов

 

может

 

применяться

 

ряд

 

беспроводных

 

технологий

включая

 GPRS 

и

 

другие

 

протоколы

 

со

-

товой

 

связи

.

Измерение

 

токов

 

в

 

местах

 

сопряжения

 

кабель

-

ного

 

и

 

воздушного

 

участков

 

является

 

сложной

 

технической

 

задачей

В

 

рамках

 

настоящей

 

работы

 

апробировано

 

и

 

обосновано

 

решение

 

на

 

основе

 

трансформатора

 

тока

закрепленного

 

поверх

 

изо

-

ляции

 

силового

 

кабеля

  (

пофазно

под

 

опорным

 

изолятором

.

Центральное

 

устройство

 

комплекса

 

АПВК

 

име

-

ет

 

возможность

 

сравнить

 

токи

измеренные

 

в

 

раз

-

ных

 

точках

 

КВЛ

 

в

 

момент

 

КЗ

Таким

 

образом

КЗ

 

на

 

кабельном

 

участке

 

КВЛ

 

может

 

быть

 

надежно

 

выяв

-

лено

при

 

этом

 

зона

 

естественным

 

образом

 

огра

-

ничена

 

местоположением

 

трансформаторов

 

тока

.

Для

 

решения

 

задачи

 

ОМП

 

были

 

рассмотрены

 

традиционные

 

и

 

инновационные

 

алгоритмы

 

ОМП

 

по

 

параметрам

 

аварийного

 

режима

 (

ПАР

);

 

локационный

 

метод

 (

активное

 

зондирование

);

 

волновой

 

метод

 (

ВОМП

).

В

 

первом

 

способе

 

используются

 

аварийные

 

токи

 

и

 

напряжения

измеряемые

 

в

 

точках

 

вклю

-

чения

 

защиты

 

линии

Дистанционный

 

принцип

 

на

 

сегодняшний

 

день

 

используется

 

повсеместно

 

для

 

решения

 

задачи

 

ОМП

 

электрических

 

сетей

.

Локационный

 

способ

 

выполнен

 

по

 

принципу

 

ра

-

диолокации

только

 

в

 

данном

 

случае

 

зондирующий

 

сигнал

 

распространяется

 

по

 

проводным

 

каналам

 

высоковольтной

 

линии

 

электропередачи

Оценка

 

расстояния

 

до

 

места

 

повреждения

 

выполняется

 

на

 

основе

 

времени

 

пробега

 

волны

 

от

 

места

 

посыла

 

зондирующего

 

сигнала

 

до

 

места

 

повреждения

 

и

 

об

-

ратно

В

 

данном

 

случае

 

посыл

 

и

 

измерение

 

сигнала

 

выполнены

 

в

 

одном

 

устройстве

Полученное

 

время

 

используется

 

в

 

расчете

 

места

 

повреждения

:

 

x

f

 

vt

ЗП

/2, (1)

где

 

x

f

 — 

расстояние

 

до

 

места

 

повреждения

км

v

 — 

скорость

 

распространения

 

волны

 

по

 

ЛЭП

км

/

с

t

ЗП

 — 

время

 

между

 

посылом

 

и

 

приемом

 

отраженно

-

го

 

от

 

места

 

повреждения

 

сигнала

с

.

Локационная

 

функция

 

имеет

 

важное

 

преиму

-

щество

 

перед

 

остальными

 

видами

 

ОМП

 — 

она

 

может

 

работать

 

как

 

на

 

включенной

 

ЛЭП

так

 

и

 

на

 

отключенной

Последнее

 

свойство

 

используется

 

для

 

диагностики

 

воздушной

 

части

 

КВЛ

Активное

 

зондирование

 

запускается

 

в

 

бестоковую

 

паузу

Если

 

повреждение

 

не

 

самоустранилось

то

 

функ

-

ция

 

выдаст

 

запрет

 

АПВ

Процент

 

успешности

 

АПВ

 

в

 

таком

 

случае

 

может

 

быть

 

повышен

Локационная

 

функция

 

также

 

может

 

быть

 

за

-

пущена

 

вручную

например

перед

 

опробованием

 

линии

Функция

 

выявит

 

повреждение

 

и

 

выдаст

 

расстояние

 

до

 

него

Это

 

может

 

быть

 

КЗ

обрыв

включенный

 

заземляющий

 

нож

 

на

 

отпайке

 

и

 

дру

-

гие

 

ситуации

в

 

которых

 

подача

 

напряжения

 

на

 

КВЛ

 

недопустима

.

Волновой

 

метод

 

реагирует

 

на

 

электромагнит

-

ную

 

волну

возникшую

 

в

 

месте

 

повреждения

 

в

 

ре

-

зультате

 

КЗ

Измеряется

 

время

 

прихода

 

волны

 

в

 

полукомплекты

 

ВОМП

установленные

 

по

 

концам

 

ЛЭП

 (

полукомплекты

 

должны

 

быть

 

синхронизиро

-

ваны

 

с

 

глобальным

 

временем

 

с

 

помощью

 GPS/

ГЛОНАСС

). 

Последние

 

производят

 

расчет

 

рассто

-

яния

 

до

 

места

 

повреждения

 [3]:

 

L

/2 + 

· (

t

2

 – 

t

1

), (2)

где

 

L

 — 

длина

 

ЛЭП

км

t

1

 

и

 

t

2

 — 

времена

 

прихода

 

электромагнитных

 

волн

 

на

 

первый

 

и

 

второй

 

концы

 

ЛЭП

.

 5 (38) 2016


Page 4
background image

100

СЕТИ РОССИИ

В

 

рамках

 

НИОКР

 

выполнено

 

моде

-

лирование

 

схемно

-

режимных

 

ситуа

-

ций

 

с

 

использованием

 

модели

 

энер

-

госистемы

реализованной

 

на

 

базе

 

программно

-

аппаратного

 

комплекса

 

RTDS. 

В

 

модели

 

были

 

учтены

 

основ

-

ные

 

особенности

 

ЛЭП

 

ПАО

 «

МОЭСК

»: 

ответвления

индуктивная

 

связь

 

меж

-

ду

 

ЛЭП

соотношение

 

параметров

 

ЛЭП

 

и

 

систем

Моделировались

 

сле

-

дующие

 

режимы

 

повреждений

:

 

установившиеся

 

режимы

 

с

 

различ

-

ными

 

значениями

 

потоков

 

мощ

-

ности

;

 

однофазные

междуфазные

двух

-

фазные

 

на

 

землю

 

и

 

трехфазные

 

КЗ

;

 

повреждения

 

через

 

переходные

 

сопротивления

.

Так

 

как

 

программно

-

аппаратный

 

комплекс

 RTDS 

не

 

позволяет

 

мо

-

делировать

 

волновые

 

процессы

 

в

 

линиях

 

электропередачи

иссле

-

дование

 

волнового

 

и

 

локационного

 

методов

 

проводилось

 

на

 

физических

 

моделях

По

 

результата

   

испытаний

 

было

 

выяснено

что

 

алгоритм

 

ОМП

 

по

 

ПАР

 

не

 

обеспечивает

 

доста

-

точную

 

надежность

 

определения

 

поврежденного

 

участка

 

КВЛ

 

при

 

коротких

 

замыканиях

 

вблизи

 

пе

-

реходов

 

кабель

-

воздух

что

 

ограничивает

 

возмож

-

ности

 

его

 

применения

 

для

 

целей

 

АПВ

 

на

 

сложных

 

КВЛ

 

и

 

КВЛ

 

с

 

короткими

 

кабельными

 

вставками

Кроме

 

того

точность

 

определения

 

расстояния

 

до

 

места

 

КЗ

 

данным

 

методом

 

ниже

чем

 

потенциаль

-

ная

 

точность

 

локационного

 

и

 

волнового

 

методов

Тем

 

не

 

менее

сделан

 

вывод

 

о

 

целесообразности

 

применения

 

данного

 

метода

 

в

 

качестве

 

вспомога

-

тельного

 

с

 

целью

 

достоверизации

 

и

 

контроля

 

сиг

-

нала

 

разрешения

 

АПВ

 

в

 

составе

 

АПВК

.

В

 

ходе

 

НИОКР

 

созданы

 

и

 

испытаны

 

в

 

лабора

-

торных

 

условиях

 

макетный

 

образец

 

волнового

 

устройства

 

определения

 

места

 

повреждения

ре

-

ализующий

 

волновую

 

функцию

 

АПВК

  (

волновое

 

ОМП

 

и

 

активное

 

зондирование

), 

получивший

 

наи

-

менование

 

ВОЛНА

2, 

и

 

макетный

 

образец

 

трехфаз

-

ного

 

датчика

 

тока

 

ДТ

.

ОПЫТНЫЙ

 

ОБРАЗЕЦ

 

АПВК

Лабораторные

 

испытания

 

макетных

 

образцов

 

подтвердили

 

функциональность

 

и

 

технические

 

характеристики

 

основных

 

узлов

 

комплекса

 

АПВК

 

и

 

позволили

 

приступить

 

к

 

следующему

последне

-

му

 

этапу

 

НИОКР

 — 

созданию

 

опытного

 

образца

Было

 

проведено

 

предпроектное

 

обследование

 

нескольких

 

КВЛ

по

 

результатам

 

которого

 

был

 

вы

-

бран

 

и

 

согласован

 

с

 

Московским

 

РДУ

 

объект

 

для

 

эксплуатационных

 

испытаний

 

опытного

 

образца

 

комплекса

 

АПВК

 — 

КВЛ

 110 

кВ

 

Костино

 — 

Горен

-

ки

 

с

 

отпайкой

 

на

 

ПС

  «

Балашиха

». 

Для

 

привязки

 

комплекса

 

АПВК

 

к

 

объекту

 

испытаний

 

была

 

раз

-

работана

 

рабочая

 

проектная

 

документация

на

 

основании

 

которой

 

выполнена

 

конструкторская

 

документация

 

опытного

 

образца

 

и

 

изготовлено

 

оборудование

Опытный

 

образец

 

АПВК

 

состоит

 

из

 

трех

 

шкафов

:

1. 

Шкаф

 

АПВК

установленный

 

в

 

общеподстан

-

ционном

 

пункте

 

управления

  (

ОПУ

ПС

 110 

кВ

 

«

Костино

» 

в

 

составе

:

 

терминал

 

АУВ

с

 

функцией

 

АПВ

 

и

 

ОМП

 

по

 

ПАР

сопряженной

 

с

 

функциями

 

диагностики

 

КЛ

 

и

 

ВЛ

;

 

терминал

 

ВОЛНА

2;

 

элементы

 

оптической

 

связи

 

с

 

ПС

 220 

кВ

 

«

Горенки

»;

 

элементы

 

синхронизации

 

с

 

глобальным

 

вре

-

менем

 GPS/

ГЛОНАСС

.

2. 

Шкаф

 

АПВК

установленный

 

в

 

ОПУ

 

ПС

220 

кВ

 

«

Горенки

» 

в

 

составе

:

 

терминал

 

АУВ

с

 

функцией

 

АПВ

 

и

 

ОМП

 

по

 

ПАР

сопряженной

 

с

 

функциями

 

диагностики

 

КЛ

 

и

 

ВЛ

 — 

центральное

 

устройство

 

комплекса

;

 

терминал

 

ВОЛНА

2;

 

терминал

 

ДТ

;

 

элементы

 

оптической

 

связи

 

с

 

ПС

 110 

кВ

 

«

Костино

»;

 

элементы

 

радиосвязи

 

со

 

шкафом

 

АПВК

установленным

 

на

 

открытом

 

распредели

-

тельном

 

устройстве

 (

ОРУ

ПС

 «

Горенки

»;

 

элементы

 

синхронизации

 

с

 

глобальным

 

вре

-

менем

 GPS/

ГЛОНАСС

.

3. 

Шкаф

 

АПВК

установленный

 

на

 

ОРУ

 

ПС

  «

Го

-

ренки

» 

в

 

составе

:

 

терминал

 

ДТ

;

 

элементы

 

радиосвязи

 

со

 

шкафом

 

АПВК

установленным

 

в

 

ОПУ

 

ПС

 220 

кВ

 «

Горенки

»;

 

элементы

 

синхронизации

 

с

 

глобальным

 

вре

-

менем

 GPS/

ГЛОНАСС

.

На

 

рисунке

 1 

приведено

 

фото

 

терминалов

 

ДТ

АУВ

и

 

ВОЛНА

2, 

установленных

 

в

 

шкафу

 

ПС

 «

Го

-

ренки

».

Рис

. 1. 

Терминалы

 

ДТ

АУВ

и

 

ВОЛНА

2, 

установленные

 

в

 

шкафу

 

ПС

 

«

Горенки

»: 

слева

 

сверху

 — 

терминал

 

АУВ

2, 

справа

 — 

терминал

 

ДТ

ниже

 — 

терминал

 

ВОЛНА

2


Page 5
background image

101

КЛ

ВОЛНА2

 

ВЛ

Измерения

Запрет АПВ

Данные ОМП

Пуск

диагностики ВЛ

Результат

диагностики ВЛ,

запрет АПВ

ВОЛНА2

 

ДТ

 

Радиоканал

АУВ2

 

АУВ2

 

ДТ

 

Данные ОМП

Пуск диагностики ВЛ

Запрет АПВ

Измерения

Оптический канал

Данные ОМП

Пуск

диагностики ВЛ

Результат

диагностики ВЛ,

запрет АПВ

~

ПС «Горенки»

ПС «Балашиха»

ПС «Костино»

~

1

2

3

4

5

– токовый комплект диагностики КЛ

– волновой комплект диагностики и ОМП ВЛ

 

– комплект ОМП по ПАР и АУВ

Рис

. 2. 

Структурная

 

схема

 

подключения

 

опытного

 

образца

 

АПВК

 

на

 

КВЛ

 

Костино

 — 

Горенки

 

с

 

отп

.

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ

 

ИСПЫТАНИЯ

 

АПВК

Оборудование

 

опытного

 

образца

 

было

 

доставлено

 

на

 

объекты

 

летом

 2015 

года

 

и

 

смонтировано

 

в

 

соответствии

 

с

 

разработанной

 

рабочей

 

документацией

 (

рисунки

 2 

и

 3).

К

 

шкафам

 

АПВК

 

в

 

ОПУ

 

ПС

 220 

кВ

 «

Горенки

» 

и

 

ПС

 110 

кВ

 

«

Костино

» 

были

 

подведены

 

токи

 

и

 

напряжения

 

КВЛ

 110 

кВ

 

Костино

 — 

Горенки

 

с

 

отп

В

 

месте

 

кабельно

-

воздушного

 

перехода

 

на

 

ОРУ

 

ПС

 220 

кВ

  «

Горенки

» 

были

 

установлены

 

накладные

 

трансформаторы

 

тока

 (

рисунки

 4

а

 

и

 4

б

), 

их

 

вто

-

ричные

 

токи

 

были

 

заведены

 

в

 

шкаф

 

АПВК

 

наружной

 

уста

-

новки

В

 

связи

 

с

 

тем

что

 

не

 

было

 

возможности

 

установить

 

трансформаторы

 

тока

 (

ТТ

непосредственно

 

поверх

 

основ

-

ной

 

изоляции

 

кабеля

 

на

 

вводе

 

в

 

переходную

 

муфту

наклад

-

ные

 

ТТ

 

установлены

 

поверх

 

экрана

При

 

этом

 

для

 

компен

-

сации

 

токов

проходящих

 

во

 

время

 

КЗ

 

по

 

экранной

 

оболочке

 

в

 

каждой

 

фазе

 

на

 

заземляющем

 

спуске

установлен

 

допол

-

нительный

 

ТТ

.

Испытания

 

проводились

 

на

 2-

х

 

этапах

 

НИОКР

на

 

этапе

 2 

испытывались

 

терминалы

а

 

на

 

этапе

 3 — 

комплекс

 

АПВК

 

в

 

целом

Программа

 

испытаний

 

опытного

 

образца

 

АПВК

 

включала

 

следующие

 

разделы

:

 

проверка

 

работоспособности

 

устройств

 

АПВК

;

 

параметрирование

 

и

 

конфигурирование

 

устройств

 

АПВК

;

 

проверка

 

устойчивой

 

работы

 GPS/

ГЛОНАСС

 

приемников

;

 

проверка

 

связи

 

между

 

устройствами

 

АПВК

;

 

проверка

 

работы

 

устройств

 

АПВК

 

при

 

имитации

 

КЗ

 

на

 

кабельной

 

части

 

токами

 

рабочего

 

режима

;

 

проверка

 

работы

 

устройств

 

АПВК

 

на

 

отключенной

 

линии

 

электропередачи

 

в

 

режиме

 

имитации

 

бестоковой

 

паузы

 

цикла

 

АПВ

 

в

 

условиях

 

неустранившегося

 

КЗ

;

 

проверка

 

работы

 

ВОМП

 

при

 

коммутациях

 

выключателей

 

по

 

концам

 

КВЛ

.

По

 

разрешенным

 

заявкам

 

в

 

соответствии

 

с

 

согласован

-

ной

 

комплексной

 

программой

 

проведены

 

испытания

 

как

 

от

-

дельных

 

терминалов

 

ВОЛНА

и

 

ДТ

так

 

и

 

опытного

 

образца

 

АПВК

 

в

 

целом

.

Наиболее

 

сложная

 

часть

 

испытаний

 

состояла

 

в

 

провер

-

ке

 

работы

 

устройств

 

АПВК

 

на

 

отключенной

 

линии

 

электро

-

передачи

 

в

 

режиме

 

имитации

 

бестоковой

 

паузы

 

цикла

 

АПВ

 

в

 

условиях

 

неустранившегося

 

КЗ

Для

 

каждой

 

операции

 

установки

 

и

 

снятия

 

закоротки

имитировавшей

 

поврежде

-

ние

на

 

отключенной

 

линии

 

выписывался

 

отдельный

 

за

-

каз

-

наряд

и

 

ремонтная

 

бригада

 

осуществляла

 

работы

 

с

 

подъемом

 

и

 

спуском

 

рабочих

-

высотников

 

на

 

опоре

 

линии

 

электропередачи

 (

рисунки

 5 

и

 6).

Рис

. 3. 

Расстановка

 

оборудования

 

на

 

КВЛ

 

Костино

 — 

Горенки

 

с

 

отп

.

Рис

. 4. 

Для

 

измерения

 

токов

 

перехода

 «

ка

-

бель

-

воздух

» 

использованы

 

накладные

 

транс

-

форматоры

 

тока

подключенные

 

поверх

 

экрана

 

кабеля

 

и

 

на

 

заземляющем

 

спуске

Рис

. 5. 

Установка

 

закоротки

 

на

 

линии

 

с

 

по

-

мощью

 

переносного

 

заземления

а

)

б

)

 5 (38) 2016


Page 6
background image

102

СЕТИ РОССИИ

Рис

. 6. 

Закоротка

 

установлена

идет

 

испы

-

тание

В

 

таблице

 1 

приведены

 

результаты

 

ис

-

пытаний

 

локационной

 

функции

 

АПВК

 

при

 

имитации

 

неустранившегося

 

КЗ

 

на

 

воздуш

-

ной

 

части

 

КВЛ

 

Костино

 — 

Горенки

 

с

 

отп

.

Функция

 

диагностики

 

ВЛ

 

оперирует

 

реф

-

лектограммами

представляющими

  «

порт

-

рет

 

линии

» 

с

 

ее

 

особенностями

Рефлек

-

тограммы

 

опыта

 

 9 

представлены

 

на

 

ри

-

сунках

 7 

и

 8 

со

 

стороны

 

ПС

 «

Горенки

» 

и

 

ПС

 

«

Костино

» 

соответственно

По

 

рисунку

 7 

видно

что

 

повреждение

 

проявляется

 

в

 

точ

-

ке

 10,2 

км

 

в

 

виде

 

значительного

 

отклонения

 

аварийной

 

рефлектограммы

 

относительно

 

Табл

. 1. 

Результаты

 

испытаний

 

локационной

 

функции

 

АПВК

Место

 

повреждения

Вид

 

повреждения

Дата

и

 

время

Сигнал

запрета

АПВ

Погрешность

 

измерения

 

расстояния

до

 

точки

 

КЗ

(

лок

метод

)

1

Опора

 

 111 

со

 

стороны

 

ПС

 «

Костино

», 

0,3 

км

 

от

 

ПС

 «

Горенки

», 21 

км

 

от

 

ПС

 

«

Костино

»

Однофазное

 

КЗ

нижний

 

провод

фаза

 «

А

»

09.09.2015

16:08

+

200–600 

м

2

Однофазное

 

КЗ

средний

 

провод

фаза

 «

С

» 

09.09. 2015 

15:00

+

3

Междуфазное

 

КЗ

верх

-

ний

 

и

 

средний

 

провода

фазы

 «

В

» 

и

 «

С

»

09.09. 2015 

17:34

+

4

Двухфазное

 

КЗ

 

на

 

землю

верхний

 

и

 

средний

 

прово

-

да

фазы

 «

В

» 

и

 «

С

»

09.09. 2015 

19:23

+

5

Трехфазное

 

КЗ

 

без

 

земли

10.09. 2015 

11:01

+

6

Опора

 

 84 

со

 

стороны

 

ПС

 «

Костино

», 

5,2 

км

 

от

 

ПС

 «

Горенки

», 16,1 

км

 

от

 

ПС

 

«

Костино

»

Однофазное

 

КЗ

нижний

 

провод

фаза

 «

А

»

10.09. 2015 

15:00

+

100–500 

м

7

Опора

 

 2 

со

 

стороны

 

ПС

 «

Балашиха

» 

5,2 

км

 

от

 

ПС

 «

Горенки

», 16,4 

км

 

от

 

ПС

 

«

Костино

»

Однофазное

 

КЗ

верхний

 

провод

фаза

 «

В

»

10.09. 2015 

18:47

+

300 

м

8

Однофазное

 

КЗ

средний

 

провод

фаза

 «

С

»

10.09. 2015 

20:05

+

9

Опора

 

 58 

со

 

стороны

 

Костино

, 9,9 

км

 

от

 

ПС

 «

Горенки

», 11,4 

км

 

от

 

ПС

 «

Костино

»

Однофазное

 

КЗ

нижний

 

провод

фаза

 «

А

»

11.09. 2015

10:42

+

100–800 

м

10

Опора

 

 27 

со

 

стороны

 

Костино

, 16 

км

 

от

 

ПС

 «

Горенки

», 5,3 

км

 

от

 

ПС

 «

Костино

»

Однофазное

 

КЗ

средний

 

провод

фаза

 «

С

»

11.09. 2015 

13:00

+

100–700 

м

 

Дефект

на линии

 

Узел 2

Уровень отраженного сигнала, дБ

Расстояние, км

-60

-45

-30

-15

0

0

4

8

12

16

20

Неповрежденная линия
Поврежденная линия

Узел 5

Узел 3 Узел 4

 

Дефект

на линии

 

Узел 5

Уровень отраженного сигнала, дБ

Расстояние, км

-60

-45

-30

-15

0

0

4

8

12

16

20

Неповрежденная линия
Поврежденная линия

 

Узел 2

Узел 3 Узел 4

Рис

. 7. 

Рефлектограмма

 

опыта

 — 

опора

 

 58 

со

 

стороны

 

ПС

 

«

Балашиха

», 

однофазное

 

КЗ

 

фаза

 «

А

», 

замер

 

со

 

стороны

 

ПС

 «

Го

-

ренки

»

Рис

. 8. 

Рефлектограмма

 

опыта

 — 

опора

 

 58, 

однофазное

 

КЗ

фаза

 «

А

», 

замер

 

со

 

стороны

 

ПС

 «

Костино

»

рефлектограммы

 

неповрежденной

 

линии

Эта

 

точка

 

соответ

-

ствует

 

месту

 

установки

 

переносного

 

заземления

То

 

же

 

просле

-

живается

 

на

 

другой

 

стороне

 

на

 

расстоянии

 11,5 

км

.

Повреждения

 

кабельного

 

участка

 

имитировались

 

в

 

нагрузоч

-

ном

 

режиме

 

работы

 

линии

Для

 

этого

 

создавался

 

искусствен

-

ный

 

небаланс

 

входящих

 

и

 

исходящих

 

токов

 

кабеля

Результаты

 


Page 7
background image

103

работы

 

функции

 

диагностики

 

КЛ

 

приведены

 

в

 

табли

-

це

 2. 

При

 

наличии

 

признаков

 

повреждения

 

функция

 

диагностики

 

кабельного

 

участка

 

формировала

 

запрет

 

АПВ

 

и

 

не

 

запрещала

 

его

 

в

 

противном

 

случае

.

 

РЕЗУЛЬТАТЫ

 

ИСПЫТАНИЙ

 

ВОЛНОВОЙ

 

ФУНКЦИИ

 

АПВК

Методика

 

тестирования

 

волновой

 

функции

 

ВОМП

 

разрабатывалась

 

с

 

учетом

 

технологических

 

ограни

-

чений

не

 

позволивших

 

проводить

 

опыты

 

реальных

 

коротких

 

замыканий

Для

 

формирования

 

волнового

 

процесса

который

 

давал

 

бы

 

возможность

 

проверить

 

функционирование

 

волновой

 

функции

использова

-

лась

 

волна

 

напряжения

 

при

 

опробовании

 

КВЛ

Соот

-

ветственно

источником

 

волнового

 

процесса

 

в

 

линии

 

в

 

проведенных

 

опытах

 

являлся

 

выключатель

 

на

 

од

-

ном

 

из

 

ее

 

концов

Волновая

 

функция

 

АПВК

 

была

 

настроена

 

на

 

фак

-

тическую

 

длину

 

воздушной

 

части

 

линии

 

Костино

 — 

Горенки

Затем

 

линия

 

была

 

выведена

 

из

 

работы

и

 

путем

 

поочередной

 

коммутации

 

выключателей

 

проверялись

 

срабатывание

 

волновых

 

органов

 

и

 

точ

-

ность

 

расчета

 

расстояния

В

 

таких

 

условиях

 

резуль

-

тат

 

расчета

 

всегда

 

должен

 

попадать

 

на

 

тот

 

конец

со

 

стороны

 

которого

 

была

 

коммутация

Волновая

 

функ

-

ция

 

показала

 

высокую

 

точность

 

определения

 

рас

-

стояния

 

до

 

места

 

повреждения

Результаты

 

опытов

 

с

 

метками

 

времени

 GPS 

и

 

погрешностями

 

ОМП

 

при

-

ведены

 

в

 

таблице

 3.

ВЫВОДЫ

1. 

Классическое

 

АПВ

 

не

 

является

 

эффективным

 

ре

-

шением

 

для

 

КВЛ

КЗ

 

в

 

кабельной

 

части

 

не

 

само

-

устраняются

повторные

 

включения

 

усугубляют

 

последствия

 

повреждения

ПАО

  «

МОЭСК

» 

была

 

поставлена

 

задача

 

разработки

 

специального

 

устройства

 

АПВ

 

КВЛ

Она

 

была

 

успешно

 

реше

-

на

 

в

 

рамках

 

НИОКР

  «

Автоматическое

 

повторное

 

включение

 

с

 

функцией

 

контроля

 

состояния

 

линий

 

электропередачи

».

2. 

В

 

результате

 

НИОКР

 

сформировано

 

техническое

 

решение

не

 

имеющее

 

аналогов

 

как

 

в

 

Российской

 

Федерации

так

 

и

 

за

 

рубежом

Разработанный

 

ком

-

плекс

 

АПВК

 

проводит

 

диагностику

 

состояния

 

ка

-

бельной

 

и

 

воздушной

 

частей

 

линии

 

и

 

выполняет

 

АПВ

 

только

 

в

 

случае

 

уверенности

 

в

 

его

 

успешно

-

сти

.

3. 

Диагностика

 

кабельной

 

части

 

выполнена

 

с

 

исполь

-

зованием

 

измерений

 

токов

 

в

 

местах

 

кабельно

-

воз

-

душных

 

переходов

При

 

повреждении

 

выносные

 

шкафы

 

комплекса

 

АПВК

 

передают

 

аварийные

 

данные

 

в

 

центральное

 

устройство

которое

 

опре

-

деляет

поврежден

 

ли

 

кабель

.

4. 

Комплекс

 

АПВК

 

дополнен

 

функцией

 

ОМП

 

на

 

трех

 

принципах

помимо

 

традиционного

 

способа

 

по

 

па

-

раметрам

 

аварийного

 

режима

здесь

 

реализованы

 

инновационные

 

пассивный

 

и

 

активный

 

волновые

 

способы

 

двухсторонних

 

и

 

односторонних

 

измере

-

ний

Последний

 

способ

 

делает

 

возможной

 

диагно

-

стику

 

воздушной

 

части

 

линии

 

в

 

бестоковую

 

паузу

.

5. 

Опытный

 

образец

 

комплекса

 

АПВК

 

прошел

 

испыта

-

ния

 

в

 

различных

 

режимах

 

работы

 

КВЛ

 

в

 

лаборато

-

рии

 

и

 

на

 

реальном

 

объекте

 

ПАО

 «

МОЭСК

», 

в

 

том

 

числе

 

при

 

повреждениях

 

кабельной

 

и

 

воздушной

 

частей

подтвердил

 

свою

 

работоспособность

 

и

 

со

-

ответствие

 

требуемым

 

характеристикам

.  

Табл

. 2. 

Результаты

 

работы

 

функции

 

диагностики

 

КЛ

Моделируемый

 

режим

Дата

и

 

время

Способ

 

испытания

Результат

 

работы

 

функции

 

диагностики

 

КЛ

 

Повреждение

 

КЛ

11.09. 2015

15:45

Линия

 

в

 

транзите

зашунтирован