60
СЕТИ
РОССИИ
в
о
з
д
у
ш
н
ы
е
Л
Э
П
воздушные ЛЭП
П
рименение
колонковых
элегазовых
выключате
-
лей
на
воздушных
линиях
330—750
кВ
,
оснащённых
шунтирующими
реакторами
,
потре
-
бовало
изучения
некоторых
специ
-
фических
особенностей
этих
ВЛ
—
например
,
наличия
в
токе
линии
при
её
включении
под
сетевое
напряже
-
ние
так
называемой
апериодической
составляющей
.
Недооценка
опасности
апериоди
-
ческой
составляющей
тока
привела
к
тому
,
что
за
последние
годы
про
-
изошла
серия
повреждений
выклю
-
чателей
500—750
кВ
:
•
в
2006
и
2007
годах
на
ПС
500
(1150)
кВ
«
Кокшетауская
»;
•
в
2007
году
на
ПС
500 (1150)
кВ
«
Алтай
»;
•
в
2009
году
на
ПС
500
кВ
«
Ага
-
дырь
»;
•
в
2011
году
на
ПС
750
кВ
«
Ново
-
брянская
».
Сетевые
компании
не
смогли
оперативно
отреагировать
на
по
-
вреждения
2006—2007
гг
.,
о
при
-
чинах
которых
говорилось
в
работе
[1],
и
с
тех
пор
произошло
ещё
не
-
сколько
повреждений
(2009, 2011
г
.).
Однако
в
настоящее
время
ситуация
изменилась
—
ПАО
«
ФСК
ЕЭС
»
тре
-
бует
при
установке
или
замене
вы
-
ключателей
обязательного
расчёта
апериодической
составляющей
тока
и
обоснования
мероприятий
по
её
ограничению
до
безопасных
уров
-
ней
.
В
частности
,
в
2012
году
введе
-
на
в
действие
«
Методика
расчёта
и
выбора
средств
,
обеспечивающих
отключение
элегазовых
выключате
-
лей
при
коммутациях
линий
электро
-
передачи
и
сборных
шин
,
оснащён
-
ных
шунтирующими
реакторами
» [2].
Методика
[2]
хотя
и
неудобна
для
повседневного
использования
инже
-
нерами
-
проектировщиками
,
но
,
тем
не
менее
,
позволяет
выполнить
рас
-
чёты
апериодической
составляющей
тока
выключателей
для
каждой
кон
-
кретной
линии
и
выбрать
,
в
случае
необходимости
,
мероприятия
по
её
ограничению
,
среди
которых
осна
-
щение
выключателей
по
концам
ли
-
нии
предвключаемыми
резисторами
или
устройствами
управляемой
ком
-
мутации
.
Методика
распространяется
и
на
воздушные
линии
электропереда
-
чи
(
ВЛ
),
и
на
кабельные
.
Поскольку
подавляющее
число
шунтирующих
реакторов
(
ШР
)
у
нас
в
стране
уста
-
новлено
на
ВЛ
,
то
далее
не
будем
говорить
о
кабелях
.
Защита
оборудования
ВЛ 330–750 кВ
от апериодических
токов и резонансных
перенапряжений
Михаил ДМИТРИЕВ,
доцент Санкт-Петербургского политехнического
университета, к.т.н.
61
№
6 (33) 2015
К
сожалению
,
на
страницах
[2]
нет
разъяснений
относительно
резонанс
-
ных
перенапряжений
в
неполнофаз
-
ных
режимах
питания
ВЛ
,
таких
,
на
-
пример
,
как
ОАПВ
[3].
Вместе
с
тем
проблема
резонансных
перенапряже
-
ний
и
проблема
апериодических
токов
неразрывно
связаны
друг
с
другом
,
так
как
являются
следствием
одного
и
того
же
правила
—
оснащения
ВЛ
ре
-
акторами
,
число
и
мощность
которых
выбираются
на
близкую
к
100%
компенсацию
заряд
-
ной
мощности
ВЛ
.
В
статье
[4]
достаточно
просто
и
наглядно
показа
-
но
,
что
рекомендуемые
в
[2]
мероприятия
(
резисто
-
ры
и
управляемая
коммутация
)
не
всегда
способны
ограничить
апериодические
токи
до
безопасных
для
выключателя
значений
.
Также
следует
отметить
,
что
известны
случаи
,
когда
о
необходимости
оснащения
выключателя
ВЛ
средствами
борьбы
с
апериодиче
-
скими
токами
задумывались
не
до
,
а
после
его
по
-
купки
,
монтажа
и
ввода
в
эксплуатацию
,
и
это
ока
-
зывалось
равнозначно
замене
на
новый
.
Кроме
того
,
не
стоит
забывать
,
что
зачастую
ВЛ
330—750
кВ
с
каждой
из
двух
своих
сторон
присоединяется
к
шинам
через
два
выключателя
,
и
,
следовательно
,
мероприятия
нужны
не
для
одного
,
а
сразу
для
не
-
скольких
выключателей
.
Прямо
скажем
:
управляемая
коммутация
и
пред
-
включаемые
резисторы
так
и
не
стали
особо
успеш
-
ными
и
привлекательными
техническими
решения
-
ми
даже
для
борьбы
с
апериодическими
токами
,
не
говоря
уже
о
том
,
что
они
в
принципе
не
могут
вли
-
ять
на
уровень
резонансных
перенапряжений
в
не
-
полнофазных
режимах
ВЛ
.
Учитывая
изложенное
,
было
бы
неправильно
считать
,
что
в
настоящее
время
удалось
решить
проблемы
ВЛ
330—750
кВ
с
реакторами
,
и
что
с
появлением
[2]
можно
ставить
точку
.
По
моему
мнению
,
действующая
методика
[2]
должна
быть
взята
за
основу
нового
документа
,
раз
-
работчикам
которого
предстоит
переосмыслить
ре
-
зисторы
и
управляемую
коммутацию
,
а
также
обя
-
зательно
предложить
эффективные
меры
защиты
оборудования
ВЛ
не
только
от
апериодических
то
-
ков
,
но
и
от
резонансных
перенапряжений
.
Пока
такого
документа
не
создано
,
приходится
делиться
соображениями
на
страницах
отраслевых
изданий
.
Если
о
недостатках
предвключаемых
рези
-
сторов
и
управляемой
коммутации
подробно
сказано
в
статье
[4],
то
здесь
хотелось
бы
обсудить
те
меро
-
приятия
,
которые
претендуют
на
роль
универсаль
-
ных
решений
всех
проблем
ВЛ
с
реакторами
.
ВЫБОР
МОЩНОСТИ
РЕАКТОРОВ
И
МЕСТ
ИХ
УСТАНОВКИ
В
сетях
напряжением
330—750
кВ
основное
на
-
значение
ШР
—
обеспечение
приемлемых
напряже
-
ний
в
режимах
малых
нагрузок
(
например
,
ограниче
-
ние
напряжения
промышленной
частоты
в
конце
ВЛ
при
её
одностороннем
питании
от
сети
),
а
также
обе
-
спечение
баланса
реактивной
мощности
.
На
рис
. 1
показана
принципиальная
схема
элек
-
тропередачи
330—750
кВ
,
где
к
линии
присоединён
один
шунтирующий
реактор
.
Пунктиром
показан
ре
-
актор
,
если
бы
он
был
присоединён
не
к
самой
линии
,
а
к
сборным
шинам
распределительного
устройства
.
В
Методических
рекомендациях
[5] (
п
. 5.37)
ука
-
зано
,
что
«
Мощность
,
число
и
размещение
шунти
-
рующих
реакторов
уточняется
при
проектировании
конкретных
линий
электропередачи
.
При
отсутствии
данных
степень
компенсации
зарядной
мощности
линий
следует
принимать
не
менее
80—100% —
на
ВЛ
500
кВ
, 100—110% —
на
ВЛ
750
кВ
…».
Прочитав
этот
п
. 5.37,
можно
сделать
вывод
,
что
сеть
лучше
проектировать
именно
со
100%
компен
-
сацией
зарядной
мощности
линии
индуктивностью
ШР
.
Но
из
п
. 5.37
вовсе
не
следует
,
что
ШР
обязатель
-
но
надо
присоединять
к
самой
линии
,
а
не
к
сборным
шинам
концевых
распределительных
устройств
.
Размещение
реакторов
на
линии
(
вместо
шин
)
необходимо
,
прежде
всего
,
для
установления
при
-
емлемого
уровня
напряжения
на
ВЛ
в
режимах
её
одностороннего
питания
.
Однако
в
работах
,
вы
-
полненных
ещё
десятки
лет
назад
,
было
показано
,
что
на
ВЛ
330—750
кВ
длиной
менее
300—400
км
повышение
напряжения
промышленной
частоты
на
разомкнутом
конце
при
одностороннем
питании
со
-
ставляет
не
более
10—15%
от
наибольшего
рабоче
-
го
напряжения
сети
(
кратность
повышения
напряже
-
ния
1,10—1,15
о
.
е
.),
что
согласно
[6]
допустимо
для
оборудования
по
меньшей
мере
на
20
мин
(
а
этого
времени
вполне
достаточно
для
завершения
про
-
цесса
синхронизации
и
замыкания
линии
в
транзит
).
Несмотря
на
указанные
в
[6]
допустимые
повы
-
шения
напряжения
с
учётом
их
длительности
,
неко
-
торые
специалисты
ошибочно
полагают
,
что
реактор
на
ВЛ
надо
ставить
тогда
,
когда
напряжение
про
-
мышленной
частоты
на
её
разомкнутом
конце
даже
на
немного
превзошло
наибольшее
рабочее
напря
-
жение
сети
.
Например
,
если
в
расчётах
напряжение
в
конце
односторонне
питаемой
ВЛ
500
кВ
составит
526
кВ
(
это
на
1
кВ
превосходит
наибольшее
рабо
-
чее
напряжение
для
оборудования
класса
500
кВ
,
составляющее
525
кВ
),
то
такие
специалисты
уже
«
бьют
тревогу
»
и
ставят
на
линии
реактор
.
Отказ
от
учёта
заложенной
производителями
оборудования
сетей
330—750
кВ
и
закреплённой
нормативными
документами
способности
выдержи
-
вать
временное
повышение
напряжения
сверх
наи
-
большего
рабочего
приводит
к
тому
,
что
при
выборе
мест
установки
реакторов
их
чаще
устанавливают
на
линии
,
а
не
на
сборных
шинах
.
Считаю
,
что
такой
Рис
. 1.
Схема
электропередачи
с
реактором
,
подключённым
к
линии
62
СЕТИ РОССИИ
подход
не
вполне
верен
,
так
как
появление
реакто
-
ра
именно
на
ВЛ
(
а
не
на
шинах
)
является
коренной
причиной
возникновения
проблем
с
апериодически
-
ми
токами
и
резонансными
напряжениями
.
Если
бы
зарядная
мощность
ВЛ
компенсиро
-
валась
линейными
реакторами
не
более
чем
на
50—70%,
а
остальная
часть
зарядной
мощности
ВЛ
компенсировалась
бы
реакторами
,
присоединяемы
-
ми
не
к
линии
,
а
к
сборным
шинам
концевых
распре
-
делительных
устройств
,
то
ВЛ
не
имели
бы
проблем
с
апериодическими
токами
и
резонансными
перена
-
пряжениями
.
Преимущества
такого
правила
выбо
-
ра
мест
установки
ШР
подробно
описаны
в
[4],
и
в
случае
его
реализации
уже
не
будет
требоваться
ни
расчётов
переходных
процессов
на
ВЛ
,
ни
создания
каких
-
либо
методик
вроде
[2]
и
её
новых
редакций
.
РЕЗИСТОРЫ
В
НЕЙТРАЛИ
ШУНТИРУЮЩЕГО
РЕАКТОРА
Вместо
того
чтобы
признать
нежелательной
мас
-
совую
установку
реакторов
на
ВЛ
330—750
кВ
и
хотя
бы
на
новых
объектах
отдавать
предпочтение
размещению
реакторов
на
шинах
,
в
нашей
стране
продолжают
поиск
такого
способа
,
который
решил
бы
проблему
апериодических
токов
и
резонансных
перенапряжений
как
-
то
иначе
.
Тем
самым
путают
-
ся
причина
и
следствие
,
и
вместо
борьбы
с
причи
-
нами
аварий
(
они
заключаются
в
строительстве
и
эксплуатации
линий
с
близкой
к
100%
компенсацией
зарядной
мощности
ВЛ
линейными
реакторами
)
мы
наблюдаем
малоэффективную
борьбу
с
её
след
-
ствиями
(
проявляют
себя
в
виде
апериодических
то
-
ков
и
резонансных
перенапряжений
).
Одной
из
попыток
создания
устройства
защиты
ВЛ
от
апериодических
токов
и
резонансных
пере
-
напряжений
является
работа
[7],
где
описываются
конструкция
и
принцип
действия
специальных
рези
-
сторов
,
устанавливаемых
в
нейтрали
линейного
шун
-
тирующего
реактора
.
Поясним
,
почему
такие
резисто
-
ры
вряд
ли
получат
у
нас
широкое
распространение
.
Резисторы
,
установленные
параллельно
контак
-
там
выключателей
по
концам
ВЛ
,
предназначены
для
ограничения
апериодических
токов
на
ВЛ
и
бесполез
-
ны
для
борьбы
с
резонансными
перенапряжениями
в
неполнофазных
режимах
.
Вместе
с
тем
,
резисторы
[7],
установленные
на
ВЛ
в
цепи
заземления
(
в
ней
-
трали
)
каждого
шунтирующего
реактора
,
входят
в
контур
«
линия
-
реактор
»
и
поэтому
,
на
первый
взгляд
,
позволят
влиять
не
только
на
апериодические
токи
,
но
и
на
резонансные
перенапряжения
.
При
отсутствии
повреждений
изоляции
линии
сумма
токов
трёх
фаз
ШР
равна
нулю
.
В
том
числе
равна
нулю
сумма
апериодических
токов
фаз
ШР
при
включении
ВЛ
под
напряжение
.
Следовательно
вариант
общего
резистора
(
рис
. 2
а
)
не
будет
эффек
-
тивен
,
ведь
в
случае
ложной
работы
релейной
за
-
щиты
ВЛ
и
формирования
команды
на
быстрое
её
отключение
вслед
за
включением
,
такой
резистор
никак
не
ограничит
апериодические
токи
выключате
-
лей
ВЛ
.
Поэтому
рассматривать
надо
вариант
сразу
трёх
резисторов
(
рис
. 2
б
).
Очевидно
,
что
чем
выше
сопротивление
рези
-
стора
,
тем
сильнее
его
влияние
на
апериодическую
составляющую
тока
и
резонансные
перенапряже
-
ния
.
Но
применять
резисторы
высоких
номиналов
мешает
ограниченная
прочность
изоляции
реактора
со
стороны
его
нейтрали
(
для
реактора
500
кВ
ней
-
траль
выполнена
на
35
кВ
).
Для
реактора
500
кВ
мощностью
3
х
60
МВАр
ак
-
тивное
сопротивление
фазы
составляет
R
шр
= 3,1
Ом
,
а
индуктивное
Х
шр
= 1531
Ом
.
При
наибольшем
ра
-
бочем
напряжении
сети
525
кВ
и
сопротивлении
резистора
R = 440
Ом
напряжение
промышленной
частоты
на
нейтрали
реактора
достигнет
85
кВ
—
значения
,
отвечающего
одноминутному
испытатель
-
ному
напряжению
изоляции
нейтрали
класса
35
кВ
.
Сопротивление
R = 440
Ом
,
как
может
показать
-
ся
,
является
предельным
для
резисторов
в
нейтра
-
ли
реакторов
класса
500
кВ
,
однако
на
самом
деле
обоснование
предельной
величины
сопротивления
резистора
гораздо
сложнее
.
Дело
в
том
,
что
85
кВ
—
это
всего
лишь
одноминутное
испытательное
на
-
пряжение
для
изоляции
нового
оборудования
клас
-
са
напряжения
35
кВ
,
т
.
е
.
эта
величина
имеет
мало
общего
с
теми
условиями
,
в
которых
30—40
лет
бу
-
дут
работать
резисторы
,
вводимые
в
работу
много
-
кратно
за
срок
эксплуатации
линии
,
но
на
время
не
более
нескольких
секунд
.
По
различным
соображениям
можно
полагать
,
что
сопротивление
резистора
по
условиям
воздей
-
ствия
на
изоляцию
нейтрали
ШР
не
должно
быть
более
300
Ом
.
В
статье
[7]
резистор
представлен
как
способ
ограничения
апериодиче
-
ских
токов
,
однако
очевидно
,
что
было
бы
неплохо
путём
установки
резисторов
решить
ещё
и
проблему
резонансных
перенапряжений
в
неполнофазных
ре
-
жимах
(
ОАПВ
и
другие
).
Покажем
,
что
резистор
не
способен
решить
проблему
перенапряжений
.
Это
происходит
из
-
за
противоречий
в
логике
его
работы
в
циклах
ТАПВ
и
ОАПВ
.
Цикл
трёхфазного
АПВ
Пусть
в
схеме
рис
. 1
имел
место
нор
-
мальный
режим
работы
,
но
на
линии
Рис
. 2.
Варианты
заземления
нейтрали
шунтирующих
реакторов
на
ВЛ
а
—
через
общий
резистор
б
—
через
три
резистора
63
№
6 (33) 2015
возникло
однофазное
короткое
замыкание
.
Если
короткое
замы
-
кание
возникло
вблизи
от
пере
-
хода
через
ноль
синусоиды
сете
-
вого
напряжения
,
то
в
элементах
схемы
появятся
апериодические
токи
.
Они
будут
:
•
в
токе
короткого
замыкания
и
токе
выключателя
линии
(
рис
. 3
а
);
•
в
токе
фазы
ШР
,
одноимённой
с
повреждённой
фазой
линии
(
рис
. 3
б
).
В
токе
выключателя
ВЛ
,
кроме
апериодической
составляющей
тока
короткого
замыкания
,
есть
периодическая
составляющая
(
рис
. 3
а
),
протекающая
под
дей
-
ствием
напряжения
промышлен
-
ной
частоты
сети
.
Поэтому
кри
-
вая
тока
выключателей
ВЛ
имеет
в
отдельные
моменты
времени
нулевые
значения
,
и
выключате
-
ли
ВЛ
не
будут
иметь
трудностей
с
отключением
от
сети
аварийной
фазы
ВЛ
.
В
токе
же
ШР
,
как
это
показа
-
но
на
рис
. 3
б
,
в
отличие
от
тока
выключателя
ВЛ
,
периодическая
составляющая
отсутствует
,
по
-
скольку
фаза
реактора
оказалась
шунтирована
местом
короткого
замыкания
,
и
напряжение
сети
уже
не
вызывает
в
реакторе
пе
-
ременного
тока
промышленной
частоты
.
Это
значит
,
что
в
токе
реактора
есть
лишь
апериодиче
-
ский
ток
,
который
замыкается
по
контуру
«
ШР
—
линия
—
место
КЗ
—
земля
—
ШР
» (
рис
. 1),
и
бу
-
дет
протекать
в
этом
контуре
даже
некоторое
время
после
отключения
линии
от
сети
,
пока
апериодиче
-
ский
ток
не
затухнет
или
пока
не
погаснет
дуга
в
ме
-
сте
повреждения
.
Следует
отметить
,
что
форма
тока
реактора
(
рис
. 3
б
)
не
зависит
от
длины
ВЛ
и
коэффициента
компенсации
её
зарядной
мощности
.
Поскольку
до
попытки
подачи
напряжения
на
ли
-
нию
в
цикле
АПВ
резисторы
в
нейтрали
ШР
должны
быть
введены
в
работу
путём
их
дешунтирования
(
чтобы
влиять
на
апериодический
ток
ВЛ
в
момент
её
включения
),
то
выключателю
В
R
во
время
размы
-
кания
своих
контактов
придётся
гасить
дугу
апери
-
одического
тока
,
протекающего
через
ШР
,
величина
которого
может
достигать
200—300
А
(
рис
. 3
б
).
Ва
-
куумный
или
элегазовый
выключатели
35
кВ
вряд
ли
справятся
с
этой
задачей
.
Единственная
возможность
снизить
риск
отказа
резисторного
выключателя
В
R
—
это
дешунтировать
резистор
не
в
начале
паузы
ТАПВ
,
когда
апериодиче
-
ский
ток
реактора
значителен
,
а
в
конце
паузы
ТАПВ
,
когда
апериодический
ток
реактора
уже
достаточно
затух
или
вовсе
пропал
из
-
за
самоустранения
корот
-
кого
замыкания
на
ВЛ
и
связанного
с
ним
контура
для
протекания
апериодического
тока
.
Видимо
,
риск
отказа
выключателя
35
кВ
—
это
одна
из
причин
,
по
которой
разработчики
резисторной
установки
дешун
-
тируют
резистор
не
сразу
после
отключения
ВЛ
,
а
только
непосредственно
перед
подачей
напряжения
на
ВЛ
от
сети
—
за
0,2
сек
до
подачи
(
в
частности
,
за
0,2
сек
до
конца
паузы
ТАПВ
).
Цикл
однофазного
АПВ
Известно
[3],
что
если
апериодические
токи
пред
-
ставляют
наибольшую
опасность
для
выключателей
ВЛ
при
коэффициенте
компенсации
зарядной
мощ
-
ности
,
равном
1,0,
то
наиболее
опасные
резонанс
-
ные
перенапряжения
в
цикле
ОАПВ
возникают
при
компенсации
около
0,9
о
.
е
.
Если
коэффициент
1,0
для
типовой
ВЛ
500
кВ
с
одним
реактором
достига
-
ется
при
длине
около
175
км
,
то
коэффициент
0,9 —
при
длине
около
200
км
.
Именно
такой
рассмотрена
длина
ВЛ
500
кВ
,
для
которой
на
рис
. 4
показано
на
-
пряжение
аварийной
фазы
в
цикле
ОАПВ
.
Рис
. 3.
Ток
выключателя
ВЛ
(
а
)
и
ток
реактора
ВЛ
(
б
)
при
коротком
замыкании
на
ВЛ
,
возникшем
в
момент
времени
0,02
секунды
(
схема
рис
. 1)
64
СЕТИ РОССИИ
При
ОАПВ
(
это
частный
случай
неполнофазного
режима
),
так
же
как
и
при
ТАПВ
,
выключателю
В
R
резистора
для
ввода
его
в
работу
может
потребо
-
ваться
гасить
дугу
апериодического
тока
реактора
.
Из
-
за
риска
повредить
выключатель
резистора
,
его
коммутацию
и
ввод
в
работу
надо
было
бы
произво
-
дить
в
конце
паузы
ОАПВ
,
непосредственно
перед
подачей
на
ВЛ
напряжения
.
Однако
в
таком
случае
резистор
на
протяжении
всей
паузы
ОАПВ
был
бы
зашунтирован
выключателем
В
R
и
никак
не
мог
бы
принять
участие
в
ограничении
резонансных
перена
-
пряжений
,
которые
появляются
в
паузу
ОАПВ
после
гашения
дуги
(
случай
«R
нет
»
на
рис
. 4).
Согласно
рис
. 4
гашение
дуги
произошло
в
самом
начале
паузы
ОАПВ
,
и
на
ВЛ
стали
развиваться
ре
-
зонансные
перенапряжения
«
фаза
-
земля
».
Если
бы
резистор
не
успели
ввести
в
работу
(
дешунтировать
)
в
самом
начале
паузы
ОАПВ
,
то
тогда
перенапряже
-
ния
продолжили
бы
развиваться
и
могли
повредить
оборудование
.
C
равнение
циклов
ТАПВ
и
ОАПВ
При
коротких
замыканиях
на
линии
перед
АПВ
требуется
ввод
в
работу
резисторов
в
нейтрали
ШР
,
но
их
дешунтирование
может
не
состояться
из
-
за
наличия
в
токе
реактора
апериодической
составля
-
ющей
и
невозможности
гашения
дуги
этого
тока
ре
-
зисторным
выключателем
В
R
.
По
этой
причине
при
ТАПВ
и
ОАПВ
вводить
в
работу
резисторы
надо
в
самом
конце
бестоковой
паузы
,
однако
при
ОАПВ
это
исключит
какое
-
либо
влияние
резистора
на
резо
-
нансные
перенапряжения
в
течение
всей
бестоковой
паузы
.
Также
можно
показать
,
что
если
каким
-
то
образом
удастся
научиться
вводить
резисторы
в
работу
,
не
дожидаясь
конца
ОАПВ
,
то
в
этом
случае
проявится
иная
проблема
—
недостаточная
энергоёмкость
ре
-
зисторов
,
особенно
при
запуске
в
течение
суток
сра
-
зу
нескольких
ОАПВ
за
время
,
недостаточное
для
полного
остывания
резисторов
(
для
их
остывания
нужны
несколько
часов
).
КОММУТАЦИИ
РЕАКТОРА
В
настоящее
время
для
борьбы
с
апериодически
-
ми
токами
предлагаются
следующие
мероприятия
:
•
оснащение
выключателей
ВЛ
предвключаемыми
резисторами
;
•
оснащение
выключателя
ВЛ
устройством
управ
-
ляемой
коммутации
;
•
размещение
резисторной
установки
в
нейтрали
шунтирующего
реактора
.
Было
показано
,
что
эти
мероприятия
не
годятся
для
ограничения
резонансных
перенапряжений
,
а
значит
—
не
способны
решить
всех
проблем
реак
-
тированных
ВЛ
.
Поэтому
надо
продолжать
изучение
мероприятий
по
ограничению
апериодических
токов
и
резонансных
перенапряжений
.
Пока
не
приходится
рассчитывать
на
то
,
что
про
-
изойдёт
массовый
перенос
реакторов
с
ВЛ
на
шины
,
особенно
для
уже
действующих
линий
электропе
-
редачи
.
Однако
,
как
вариант
,
можно
рассмотреть
защиту
ВЛ
от
апериодических
токов
и
резонансных
перенапряжений
не
за
счёт
переподключения
реак
-
тора
с
ВЛ
на
шины
,
а
путём
отключения
ШР
от
ВЛ
лишь
на
определённое
время
,
необходимое
для
по
-
дачи
напряжения
на
ВЛ
и
для
проведения
циклов
ТАПВ
и
ОАПВ
.
Алгоритм
коммутаций
выключателя
ШР
должен
учитывать
,
что
при
наличии
на
ВЛ
короткого
замыка
-
ния
в
токе
реактора
есть
апериодическая
составля
-
ющая
(
рис
. 3
б
),
и
отключать
ШР
желательно
в
конце
паузы
АПВ
.
Тогда
логика
управления
реакторным
выключателем
может
быть
такой
:
•
за
0,15—0,2
с
до
подачи
напряжения
на
ВЛ
(
пла
-
ново
или
в
цикле
ТАПВ
)
отключить
три
фазы
реактора
от
ВЛ
,
а
подключить
их
обратно
уже
после
успешной
подачи
напряжения
на
ВЛ
,
а
луч
-
ше
—
после
замыкания
линии
в
транзит
;
•
в
случае
же
выяв
-
ления
на
ВЛ
неполно
-
фазного
режима
(
ОАПВ
или
другого
)
надо
пред
-
усмотреть
«
ускорение
»
и
отключать
фазу
реактора
не
ожидая
конца
ОАПВ
,
а
раньше
—
тогда
,
когда
измеренное
трансфор
-
маторами
напряжение
«
фаза
-
земля
»
на
отсо
-
единённых
от
сети
фазах
ВЛ
превосходит
,
скажем
,
0,5
от
нормального
рабо
-
чего
фазного
напряжения
.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1.
В
сетях
330—750
кВ
сложилась
практика
,
со
-
гласно
которой
на
многих
Рис
. 4.
Напряжение
аварийной
фазы
ВЛ
500
кВ
длиной
200
км
с
одним
ШР
в
бестоковую
паузу
ОАПВ
в
зависимости
от
сопротивления
резисторов
R
в
нейтрали
ШР
65
№
6 (33) 2015
ВЛ
имеется
высокая
(
близкая
к
100%)
компенса
-
ция
зарядной
мощности
линейными
ШР
,
что
при
-
водит
к
появлению
опасных
для
выключателей
ВЛ
апериодических
токов
,
а
также
опасных
для
всего
оборудования
ВЛ
резонансных
перенапряжений
при
неполнофазных
режимах
питания
(
например
,
ОАПВ
).
Как
правило
,
обе
проблемы
проявляются
вместе
и
,
соответственно
,
обе
требуют
решения
.
2.
Для
ограничения
апериодических
токов
выключа
-
тели
ВЛ
330—750
кВ
можно
оснащать
предвклю
-
чаемыми
резисторами
или
устройствами
управ
-
ляемой
коммутации
.
Такие
устройства
влияют
только
на
апериодические
токи
и
в
принципе
не
способны
ограничить
перенапряжения
в
неполно
-
фазных
режимах
,
а
для
линий
с
компенсацией
около
80—120%
они
неэффективны
даже
для
борьбы
с
токами
.
3.
Установка
специальных
резисторов
,
размеща
-
емых
в
нейтрали
реакторов
ВЛ
330—750
кВ
,
не
способна
защитить
ВЛ
от
резонансных
перена
-
пряжений
,
а
может
использоваться
лишь
для
ограничения
апериодических
токов
.
4.
До
настоящего
времени
единственное
мероприя
-
тие
,
позволяющее
даже
для
самых
неблагополуч
-
ных
линий
с
80—120%
компенсацией
ограничить
до
безопасных
значений
и
токи
,
и
напряжения
—
это
отключение
на
время
коммутаций
ВЛ
330—
750
кВ
какого
-
либо
из
линейных
реакторов
его
вы
-
ключателем
.
Ну
а
самым
идеальным
решением
мог
быть
стать
полный
перенос
реактора
с
линии
на
сборные
шины
,
что
возможно
почти
на
всех
ВЛ
длиной
менее
300—400
км
(
при
наличии
свобод
-
ного
места
в
распределительном
устройстве
).
ЛИТЕРАТУРА
1.
Гольдштейн
С
.,
Дмитриев
М
.,
Евдокунин
Г
.,
Ива
-
ницкий
Ю
.
Высоковольтные
ВЛ
:
коммутации
и
воздействия
на
выключатели
//
Новости
элек
-
тротехники
,
№
3 (51), 2008. —
С
. 64—68.
2.
Методика
расчёта
и
выбора
средств
,
обеспе
-
чивающих
отключение
элегазовых
выключате
-
лей
при
коммутациях
линий
электропередачи
и
сборных
шин
,
оснащённых
шунтирующими
реак
-
торами
//
Москва
,
ОАО
«
ФСК
ЕЭС
»,
введена
при
-
казом
№
838
р
в
2012
г
.
3.
Беляков
Н
.
Н
.,
Кадомская
К
.
П
.,
Левинштейн
М
.
Л
.
и
др
.
Процессы
при
однофазном
повторном
включении
линий
высоких
напряжений
/
Под
ред
.
М
.
Л
.
Левинштейна
. —
М
.:
Энергоатомиздат
,
1991.
4.
Дмитриев
М
.
В
.
Требования
к
компенсации
за
-
рядной
мощности
линий
электропередачи
500—
750
кВ
//
Энергетик
,
№
11, 2014. —
С
. 3—8.
5.
СО
153-34.47.43-2003.
Методические
рекомен
-
дации
по
проектированию
развития
энергоси
-
стем
. —
М
.:
Минэнерго
России
.
6.
Правила
технической
эксплуатации
электро
-
станций
и
сетей
РФ
. (
Утв
.
Приказом
по
Мин
-
энерго
России
от
19.06.2003
г
.
№
229,
введены
в
действие
с
30.06.2003
г
.) —
М
.:
Изд
-
во
«
Энерго
-
сервис
», 2003.
7.
Наумкин
И
.
Е
.
и
др
.
Опыт
обеспечения
рабо
-
тоспособности
элегазовых
выключателей
при
коммутации
компенсированных
линий
электропередачи
//
Энергетик
,
№
3, 2015. —
С
. 40—47.
Издательство
журнала
«
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ
.
Передача
и
распределение
»
выпустило
книгу
академика
РАЕН
,
профессора
Владимира
Абрамовича
Непомнящего
Тираж
книги
5000
экз
.,
объём
196
с
.,
формат
170
х
235
мм
.
Для
приобретения
издания
необходимо
позвонить
по
многоканальному
телефону
+7 (495) 645-12-41
или
написать
по
e-mail: [email protected]
Оригинал статьи: Защита оборудования ВЛ 330–750 кВ от апериодических токов и резонансных перенапряжений
Применение колонковых элегазовых выключателей на воздушных линиях 330–750 кВ, оснащённых шунтирующими реакторами, потребовало изучения некоторых специфических особенностей этих ВЛ — например, наличия в токе линии при её включении под сетевое напряжение так называемой апериодической составляющей. Недооценка опасности апериодической составляющей тока привела к тому, что за последние годы произошла серия повреждений выключателей 500 и 750 кВ. В статье приведен анализ различных технических решений, которые позволят снизить риск возникновения аварий как из-за апериодических токов, так и из-за резонансных перенапряжений.
