Способ плавки гололеда на воздушных линиях электропередачи 6( 10 ) кв. Плавка гололеда на вл10.1 Схемы плавки гололедаСхемы плавки гололеда должны быть простыми и надежными. Необходимо обеспечить быструю сборку схемы и восстановление нормальной работы сети. Для выполнения этих требований должны быть смонтированы специальные перемычки и установлены дополнительные выключатели и разъединители. Схема плавки должна лишь в минимальной степени нарушать режим работы сети и снижать качество электроэнергии, подаваемой потребителю. Для плавки гололеда может применяться как переменный, так и постоянный ток. В тех случаях, когда имеются технические возможности применения переменного тока, его использование является наиболее оправданным. Постоянный ток должен применяться в тех случаях, когда применением переменного тока невозможно или сопряжено с большими трудностями с точки зрения режима энергосистемы и надежности ее работы в период плавки гололеда. Постоянный ток позволяет существенно (в 2-6 раз) снизить требуемые для плавки мощность и напряжение по сравнению с полной мощностью и напряжением, требуемыми при переменном токе. Особенно эффективно применение постоянного тока при плавке гололеда на линиях с большим сечением проводов. Постоянный ток может быть успешно использован не только при невозможности применения переменного, но в случаях, когда плавка переменным током требует установки дополнительного оборудования (например, трансформаторов, специально предназначенных для плавки со стандартным или нестандартным номинальным напряжением). В таких случаях род тока для плавки гололеда выбирается на основе технико-экономического сравнения вариантов.
Рисунок 13 – Схемы плавки гололёда а) подключение обогреваемой линии непосредственно к шинам подстанции; б) подключение обогреваемой линии к шинам системы через трансформатор; в) подключение обогреваемой линии к выделенному генератору; г) подключение обогреваемой линии к выделенному блоку; д) двухфазное короткое замыкание; е) схема “змейка”. Плавка по способу короткого замыкания Плавка гололеда может проводиться по способу: а) трехфазного короткого замыкания; б) двухфазного короткого замыкания; в) однофазного короткого замыкания при последовательном соединении проводов всех фаз – схема «змейка». Плавка по способу встречного включения фаз Способ встречного включения фаз заключается в том, что на одном конце провода обогреваемой линии присоединяются к фазам А, В и С, а на другом – соответственно к фазам В, С и А или С, А и В. Таким образом, на обогреваемую линию подается не фазное напряжение источника тока плавки, как при способе короткого замыкания, а линейное. Это позволяет увеличить длину линий, на которых производится плавка, на 70 % или увеличить ток плавки. Плавка гололеда по способу встречного включения может применяться для линий, расположенных между соседними подстанциями, имеющими мощные связи по линиям высокого напряжения, при параллельных линиях, а также в кольце. Сборка и разборка схемы плавки по способу встречного включения может быть произведена быстро при условии установки специального разъединителя на одном из концов линии, с помощью которого осуществляется поворот угла вектора подводимого к напряжения на 120 0. Плавка по способу перераспределения нагрузок Токовая нагрузка обогреваемой линии повышается путем перераспределения нагрузки в сети до требуемой ( для осуществления плавки) величины. Перераспределение нагрузки достигается с помощью совокупности следующих основных мероприятий: а) повышение нагрузки станций, передающих энергию через обогреваемую линию; б) повышение нагрузки подстанций, питаемых по обогреваемой линии путем переключений в сети более низкого напряжения; в) отключение части линий, в результате которого повышается передаваемая мощность по обогреваемой линии. Практически с этой целью отключают параллельную с обогреваемой линию или прибегают к разрезанию колец. Основным преимуществом способа плавки гололеда путем перераспределения нагрузок является сохранение обогреваемой линии в нормальной эксплуатации при ее номинальном напряжении. Однако необходимое для плавки повышение токовых нагрузок не во всех случаях оказывается практически возможным. Кроме, того, оно обычно требует отключения других линий и сопровождается некоторым понижением напряжения в части сети, примыкающей к обогреваемой линии. С целью сохранения надежности работы системы, при плавке отключаемые линии должны быть оборудованы устройствами для немедленного автоматического включения. Обогреваемую линию следует стремиться загружать активной мощностью, поскольку при этом меньшей степени нарушается режим напряжения в сети. Схема плавки гололеда путем перераспределения нагрузок может быть собрана сравнительно быстро и еще проще осуществляется восстановление нормальной схемы сети. Плавка по способу положения токов При способе положения токов на рабочий ток накладывается дополнительный ток, создаваемый в контуре, частью которого является обогреваемая линия. Для этого в контур включается источник ЭДС, величина и фаза которого подбираются таким образом, чтобы увеличить ток до требуемого. Для наложения токов могут быть использованы кольцевые участки сети и параллельные линии. Для повышения эффективности плавки способ наложения токов можно сочетать с перераспределением нагрузок. studfiles.net Способ плавки гололеда на воздушных линиях электропередачи 6( 10 ) квИспользование: в области электротехники. Технический результат заключается в повышение надежности и безопасности плавки гололеда. Согласно предложенному способу осуществляют искусственное трехфазное короткое замыкание (КЗ) в конце воздушной линии (ВЛ), подают напряжение на линию ВЛ, нагревают фазные провода ВЛ повышенным током, вызывающим плавку льда на проводах, и устраняют КЗ на ВЛ после окончания плавки. При этом выполняют точную настройку процесса плавки на параметры проводов ВЛ и гололедных отложений с использованием тепловой модели провода и математической модели проплавления гололеда. С помощью коммутационного модуля осуществляют один из трех циклических режимов плавки - полуавтоматический режим, полуавтоматический режим с контролем глубины проплавления и автоматический режим. В предложенных способах гарантируется режим, при котором температура наиболее нагретого участка ВЛ не превысит допустимой величины. В автоматическом режиме плавка осуществляется автоматически и продолжается до тех пор, пока гололед с заданными параметрами не будет расплавлен. У пользователя имеется возможность отслеживать процесс плавки, основываясь на данных о глубине проплавления и расчетной температуре наиболее нагретого провода, полученных от пункта плавки. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к технике борьбы с гололедом на воздушных линиях (ВЛ) электропередачи в распределительных сетях 6-10 кВ. Намерзание гололедных отложений на проводах ВЛ приводит к обрывам проводов, коротким замыканиям (КЗ) и даже падениям опор ВЛ, что существенно осложняет питание электроэнергией потребителей и вызывает чрезвычайные обстоятельства жизни в обесточенных жилых районах. Наиболее распространенным мероприятием для избавления от гололедных отложений является их плавка. В распределительных сетях 6-10 кВ плавку гололеда производят пропусканием по проводам ВЛ большого тока, в результате чего происходит нагревание проводов и их освобождение от гололедных отложений. Для плавки гололеда на предварительно отключенной ВЛ в расчетном месте устраивают искусственное трехфазное КЗ, после чего на ВЛ подают питание. После окончания плавки искусственное КЗ на ВЛ устраняют. Указанный известный способ плавки гололеда реализован, например, в технических решениях по патентным источникам SU 943953 A, H02G 7/16, 15.07.1982; SU 1387086 A1, H02G 7/16, 07.04.1988; RU 2235397 C2, H02G 7/16, 27.08.2004; JP 2007166836 A, H02G 7/16, 28.06.2007; CN 101320901, H01B 7/28, 10.12.2008; JP 9037448 A, H02G 1/02, 07.021997. В отдельных известных реализациях плавки гололеда пользовательскую часть и пункт плавки оснащают оборудованием с прецизионным заданием режимов плавки, а в рабочем процессе плавки предусматривают управление (CN 101340070 A, H02G 7/16. 07.01.2009 - прототип). Недостатки известных технических решений определяются возможностью перегорания проводов ВЛ в процессе плавки, использованием ручного пользовательского управления ходом процесса, а также значительными материальными затратами, связанными с необходимостью использования для плавки специальных источников питания. Задачей изобретения является автоматизация процесса плавки гололеда с повышением надежности и безопасности плавки за счет точной настройки процесса плавки на параметры проводов ВЛ и гололедных отложений с использованием тепловой модели провода и математической модели проплавления, в реальном времени использующих данные о величине тока в линии, на которой производится плавка. Технический результат заключается в повышении эффективности плавки гололеда. Кроме того, использование для питания ВЛ в условиях искусственного КЗ той же подстанции, что и в обычных условиях, предопределяет существенное удешевление плавки гололеда. Поставленная задача решается тем, что в способе плавки гололеда на трехфазной ВЛ электропередачи, согласно которому осуществляют искусственное трехфазное КЗ в конце ВЛ, подают напряжение на ВЛ, нагревают фазные провода ВЛ повышенным током, вызывающим плавку льда на проводах, и устраняют КЗ на ВЛ после окончания плавки, - в пользовательской части устанавливают вычислительное устройство с программным обеспечением и встроенной библиотекой марок проводов ВЛ и модем, в пункте плавки устанавливают управляемый коммутационный модуль с трехфазным выключателем и датчиками тока в фазах ВЛ, а также шкаф управления коммутационным модулем, в состав которого входят преобразователь показаний датчиков тока, электронно-вычислительный модуль с памятью, блок управления коммутационным модулем и модем, с помощью вычислительного устройства пользовательской части определяют параметры проводов ВЛ, осуществляют настройку пункта плавки на ВЛ, для чего с помощью упомянутых модемов по радиоканалу связи с пользовательской части на пункт плавки вводят и записывают в память электронно-вычислительного модуля параметры проводов ВЛ и, при необходимости, параметры гололеда, формируют в электронно-вычислительном модуле тепловую модель проводов ВЛ, используя запомненные параметры проводов и данные о величине тока в ВЛ, с помощью пункта плавки осуществляют один из трех циклических режимов плавки - полуавтоматический режим, полуавтоматический режим с контролем глубины проплавления и автоматический режим, обеспечивают возможность отключения выключателя коммутационного модуля пользователем при любых обстоятельствах в любой момент времени, в циклах каждого из указанных режимов с пользовательской части на пункт плавки посылают команду для инициации электронно-вычислительным модулем одного из режимов плавки, на основании сформированной в электронно-вычислительным модуле тепловой модели провода рассчитывают температуру проводов ВЛ в реальном времени или с задержками, много меньшими по сравнению с характерными временами основного процесса, в момент превышения расчетной температурой наиболее горячего провода установленной верхней температуры электронно-вычислительным модулем отключают выключатель коммутационного модуля, по окончании каждого цикла плавки продолжают расчет температуры проводов ВЛ и после ее снижения до установленного нижнего значения могут провести новый цикл плавки, который в полуавтоматическом режиме и полуавтоматическом режиме с контролем глубины проплавления инициируют пользователем, а в автоматическом режиме - электронно-вычислительным модулем автоматически до достижения критерия завершения плавки, в полуавтоматическом режиме с контролем глубины проплавления и в автоматическом режиме в процессе плавки оценивают глубину проплавления льда, в полуавтоматическом режиме с контролем глубины проплавления льда пользователем на основании рассчитанной глубины проплавления самостоятельно принимают решение об окончании или продолжении плавки, в автоматическом режиме электронно-вычислительным модулем сравнивают рассчитанную глубину проплавления льда с заданной пользователем в начале плавки и при достижении заданной глубины плавку прекращают автоматически, в полуавтоматическом режиме ограничиваются настройкой пункта плавки на ВЛ, глубину проплавления льда пользователем оценивают самостоятельно, в полуавтоматическом режиме с контролем глубины проплавления, помимо настройки пункта плавки на ВЛ, с пользовательской части на пункт плавки вводят и записывают в память электронно-вычислительного модуля значения плотности гололеда, с учетом которой формируют математическую модель проплавления льда, глубину проплавления непрерывно оценивают электронно-вычислительным модулем и передают результаты расчета пользователю, в автоматическом режиме, помимо настройки пункта плавки на ВЛ, с пользовательской части на пункт плавки вводят и записывают в память электронно-вычислительного модуля значения плотности гололеда и диаметра муфты гололедных отложений, с учетом которых формируют математическую модель проплавления льда, глубину проплавления непрерывно оценивают электронно-вычислительным модулем, в каждом цикле плавки сравнивают ее с заданной в начале плавки, включение и отключение выключателя коммутационного модуля производят автоматически. Решению поставленной задачи способствуют частные существенные признаки изобретения. В качестве избавляемой от гололеда ВЛ используют ВЛ 6-10 кВ, от которой во время плавки гололеда отключают двигательную нагрузку. Связь между пользовательской частью и пунктом плавки устанавливают непрерывной или по возникающим событиям, или исходя из пользовательских настроек. Из параметров проводов ВЛ с помощью вычислительного устройства пользовательской части определяют диаметр, погонное сопротивление, теплоемкость, коэффициент роста сопротивления с температурой, коэффициент теплоотдачи в окружающую среду. В качестве входных данных формируемой в электронно-вычислительном модуле пункта плавки тепловой модели проводов ВЛ и математической модели проплавления гололеда дополнительно используют данные о температуре воздуха и/или скорости ветра. На чертеже представлена функциональная схема системы плавки гололеда на трехфазной ВЛ электропередачи, реализующей предложенный способ. На схеме показаны: трехфазная ВЛ (6-10 кВ) 1 электропередачи, пользовательская часть 2, в состав которой входят вычислительное устройство 3 с программным обеспечением и встроенной библиотекой марок проводов ВЛ и модем 4, пункт 5 плавки с управляемым коммутационным модулем 6, в состав которого входят трехфазный выключатель 7 и датчики 8 тока в фазах ВЛ, и шкафом 9 управления коммутационным модулем, в состав которого входят преобразователь 10 показаний датчиков тока, электронно-вычислительный модуль 11 с памятью, блок 12 управления коммутационным модулем и модем 13, а также не показанные аккумуляторная батарея, обеспечивающая сохранение работоспособности оборудования шкафа 9 управления на пункте 5 плавки при пропадании питания ВЛ 1 или при создании на ней искусственного КЗ, и устройство для заряда аккумуляторной батареи. Плавка гололеда на трехфазной ВЛ 1 электропередачи осуществляется следующим образом. При настройке пункта 5 плавки на конкретную ВЛ 1 в интерфейс пользовательской части 2 вводят наименования марок проводов, из которых изготовлена ВЛ 1. Пользовательская программа определяет физические параметры проводов ВЛ 1 (диаметр, погонное сопротивление, теплоемкость, коэффициент роста сопротивления с температурой, коэффициент теплоотдачи в окружающую среду) на основе встроенной библиотеки марок проводов. Параметры проводов передают с помощью модемов 4 и 13 по радиоканалу связи с пользовательской части 2 на пункт 5 плавки, в частности в шкаф 9 управления коммутационным модулем, вводят и записывают в память электронно-вычислительного модуля 11. Настройка системы плавки на параметры проводов ВЛ 1 является обязательной. Плавка возможна только после такой настройки. Если система плавки настроена на ВЛ 1, пользователь может выбрать один из трех циклических, реализуемых с помощью пункта 5 плавки режимов плавки: полуавтоматический режим, полуавтоматический режим с контролем глубины проплавления и автоматический режим. В любом из указанных режимов связь между пользовательской частью 2 и пунктом 5 плавки в процессе плавки устанавливают непрерывной или по возникающим событиям (например, при достижении температурой провода установленной температуры и т.д.), или исходя из пользовательских настроек. При этом обеспечивают возможность отключения выключателя 7 коммутационного модуля 6 пользователем при любых обстоятельствах в любой момент времени. В циклах каждого из указанных режимов с пользовательской части 2 на пункт 5 плавки посылают команду для инициации электронно-вычислительным модулем 11 одного из возможных режимов плавки. На основании сформированной в электронно-вычислительном модуле 11 тепловой модели провода рассчитывают температуру проводов ВЛ 1 в реальном времени или с задержками, много меньшими по сравнению с характерными временами основного процесса. В момент превышения расчетной температурой наиболее горячего провода установленной верхней температуры электронно-вычислительным модулем 11 отключают выключатель 7 коммутационного модуля 6. По окончании каждого цикла плавки продолжают расчет температуры проводов ВЛ 1 и после ее снижения до установленного нижнего значения проводят новый цикл плавки, который в полуавтоматическом режиме и полуавтоматическом режиме с контролем глубины проплавления инициируют пользователем, а в автоматическом режиме - электронно-вычислительным модулем 11 автоматически до достижения критерия завершения плавки, В полуавтоматическом режиме с контролем глубины проплавления и в автоматическом режиме в процессе плавки оценивают глубину проплавления льда, в полуавтоматическом режиме с контролем глубины проплавления льда пользователем на основании рассчитанной глубины проплавления самостоятельно принимают решение об окончании или продолжении плавки, в автоматическом режиме электронно-вычислительным модулем 11 сравнивают рассчитанную глубину проплавления льда с заданной пользователем в начале плавки и при достижении заданной глубины плавку прекращают автоматически. Следует заметить, что в полуавтоматическом режиме ограничиваются настройкой пункта 5 плавки на ВЛ 1, глубину проплавления льда пользователем оценивают самостоятельно. В полуавтоматическом режиме с контролем глубины проплавления, помимо настройки пункта 5 плавки на ВЛ 1, с пользовательской части 2 на пункт 5 плавки вводят и записывают в память электронно-вычислительного модуля 11 значения плотности гололеда, с учетом которой формируют математическую модель проплавления льда, глубину проплавления непрерывно оценивают электронно-вычислительным модулем 11 и передают результаты расчета пользователю. В автоматическом режиме, помимо настройки пункта 5 плавки на ВЛ 1, с пользовательской части 2 на пункт 5 плавки вводят и записывают в память электронно-вычислительного модуля 11 значения плотности гололеда и диаметра муфты гололедных отложений, с учетом которых формируют математическую модель проплавления льда, глубину проплавления непрерывно оценивают электронно-вычислительным модулем 11, в каждом цикле плавки сравнивают ее с заданной в начале плавки, включение и отключение выключателя 7 коммутационного модуля 6 производят автоматически. Добавим, что в качестве входных данных формируемой в электронно-вычислительном модуле 11 пункта плавки 5 тепловой модели проводов ВЛ и математической модели проплавления гололеда могут дополнительно использоваться данные о температуре воздуха и/или скорости ветра. Датчики температуры и скорости ветра могут быть установлены на удаленном пункте плавки гололеда, информация о показаниях этих датчиков может автоматически учитываться электронно-вычислительным модулем при расчете глубины проплавления льда или температуры наиболее нагретого провода. Показания датчиков могут также передаваться пользователю через модем 13. Таким образом, в предложенном способе плавки гололеда на ВЛ гарантируется режим, при котором температура ВЛ не превысит допустимой величины. Плавка осуществляется автоматически и продолжается до тех пор, пока гололед с заданными параметрами не будет расплавлен. У пользователя имеется возможность отслеживать процесс плавки, основываясь на данных о глубине проплавления льда и температуре наиболее нагретого провода, полученных от пункта плавки. Это предопределяет повышенные надежность и безопасность плавки гололеда, а также его эффективность. 1. Способ плавки гололеда на трехфазной воздушной линии (ВЛ) электропередачи, согласно которому осуществляют искусственное трехфазное короткое замыкание (КЗ) в конце воздушной линии (ВЛ), подают напряжение на ВЛ, нагревают фазные провода ВЛ повышенным током, вызывающим плавку льда на проводах, и устраняют КЗ на ВЛ после окончания плавки, при этом в пользовательской части устанавливают вычислительное устройство с программным обеспечением и встроенной библиотекой марок проводов ВЛ и модем, в пункте плавки устанавливают управляемый коммутационный модуль с трехфазным выключателем и датчиками тока в фазах ВЛ, а также шкаф управления коммутационным модулем, в состав которого входят преобразователь показаний датчиков тока, электронно-вычислительный модуль с памятью, блок управления коммутационным модулем и модем, с помощью вычислительного устройства пользовательской части определяют параметры проводов ВЛ, осуществляют настройку пункта плавки на ВЛ, для чего с помощью упомянутых модемов по радиоканалу связи с пользовательской части на пункт плавки вводят и записывают в память электронно-вычислительного модуля параметры проводов ВЛ и, при необходимости, параметры гололеда, формируют в электронно-вычислительном модуле тепловую модель проводов ВЛ, используя запомненные параметры проводов и данные о величине тока в ВЛ, с помощью пункта плавки осуществляют один из трех циклических режимов плавки - полуавтоматический режим, полуавтоматический режим с контролем глубины проплавления и автоматический режим, обеспечивают возможность отключения выключателя коммутационного модуля пользователем при любых обстоятельствах в любой момент времени, в циклах каждого из указанных режимов с пользовательской части на пункт плавки посылают команду для инициации электронно-вычислительным модулем одного из режимов плавки, на основании сформированной в электронно-вычислительном модуле тепловой модели провода рассчитывают температуру проводов ВЛ в реальном времени или с задержками, много меньшими по сравнению с характерными временами основного процесса, в момент превышения расчетной температурой наиболее горячего провода установленной верхней температуры электронно-вычислительным модулем отключают выключатель коммутационного модуля, по окончании каждого цикла плавки продолжают расчет температуры проводов ВЛ и после ее снижения до установленного нижнего значения проводят новый цикл плавки, который в полуавтоматическом режиме и полуавтоматическом режиме с контролем глубины проплавления инициируют пользователем, а в автоматическом режиме - электронно-вычислительным модулем автоматически до достижения критерия завершения плавки, в полуавтоматическом режиме с контролем глубины проплавления и в автоматическом режиме в процессе плавки на основе математической модели проплавления рассчитывают глубину проплавления льда, в полуавтоматическом режиме с контролем глубины проплавления льда пользователем на основании рассчитанной глубины проплавления самостоятельно принимают решение об окончании или продолжении плавки, в автоматическом режиме электронно-вычислительным модулем сравнивают рассчитанную глубину проплавления льда с заданной пользователем в начале плавки, и при достижении заданной глубины плавку прекращают автоматически, причем в полуавтоматическом режиме ограничиваются настройкой пункта плавки на ВЛ, глубину проплавления льда пользователем оценивают самостоятельно, в полуавтоматическом режиме с контролем глубины проплавления, помимо настройки пункта плавки на ВЛ, с пользовательской части на пункт плавки вводят и записывают в память электронно-вычислительного модуля значения плотности гололеда, с учетом которой формируют математическую модель проплавления льда, глубину проплавления непрерывно оценивают электронно-вычислительным модулем и передают результаты расчета пользователю, в автоматическом режиме, помимо настройки пункта плавки на ВЛ, с пользовательской части на пункт плавки вводят и записывают в память электронно-вычислительного модуля значения плотности гололеда и диаметра муфты гололедных отложений, с учетом которых формируют математическую модель проплавления льда, глубину проплавления непрерывно оценивают электронно-вычислительным модулем, в каждом цикле плавки сравнивают ее с заданной в начале плавки, включение и отключение выключателя коммутационного модуля производят автоматически. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве избавляемой от гололеда ВЛ используют ВЛ 6-10 кВ, от которой во время плавки гололеда отключают двигательную нагрузку. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что связь между пользовательской частью и пунктом плавки устанавливают непрерывной, или по возникающим событиям, или исходя из пользовательских настроек. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что из параметров проводов ВЛ с помощью вычислительного устройства пользовательской части определяют диаметр, погонное сопротивление, теплоемкость, коэффициент роста сопротивления с температурой, коэффициент теплоотдачи в окружающую среду. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве входных данных формируемой в электронно-вычислительном модуле пункта плавки тепловой модели проводов ВЛ и математической модели проплавления гололеда дополнительно используют данные о температуре воздуха и/или скорости ветра. www.findpatent.ru 10 Специальный вопрос.
Изм. Лист № докум. Подпись Дата Плавка гололёда Отложения гололеда, изморози и мокрого снега представляют большую опасность для нормальной эксплуатации воздушных линий электропередачи (ВЛ). Они могут вызывать: а) разрегулировку проводов и тросов и их сближение между собой; б) сближение проводов и тросов при подскоке вследствие неодновременного сброса гололеда; в) интенсивную пляску, вызывающую короткие замыкания между проводами и между проводами и тросами, ожоги проводов и тросов, а в некоторых случаях повреждения линейной арматуры и креплений; г) значительную перегрузку проводов и тросов и их обрывы, особенно при ожогах проводов и тросов электрической дугой; д) перегрузку и поломку траверс; е) разрушение опор в результате обрыва проводов и тросов при перегрузке от гололеда, когда возникающие неуравновешенные тяжения на опоры от оставшихся целыми проводов и тросов значительно превышают расчетные, а также при сочетании гололеда с сильным ветром. Плавка гололеда является наиболее эффективным средством для предупреждения аварий. Она позволяет удалить гололед на десятках километров линий в течении 0,5 – 1 ч, предупредить опасную перегрузку и ликвидировать пляску проводов. При проектировании ВЛ, трассы которых проходят в IVи особом районах гололедности, а также в районах интенсивной и частой пляски проводов, плавка гололеда рекомендуется на проводах линий напряжением до 220 кВ включительно. Плавка гололеда на тросах линий должна предусматриваться, если возможно опасное приближение освобождающихся от гололеда проводов к тросам, покрытым гололедом. Рекомендуется начинать плавку при достижении расчетных нагрузок и продолжающемся нарастании гололеда, если только нет данных от гидрометеорологической службы о предстоящем (в пределах суток) прекращении гололедообразования. Более высокие нагрузки от гололеда могут быть допущены также, если проведенные расчеты показывают, что фактические запасы прочности в траверсах, проводах и тросах допускают повышение гололедных нагрузок, и при неодновременном опадении гололеда не возникнет опасность перекрытий между проводами и проводами и тросами. При этом, однако, результирующая удельная нагрузка провода не должна превышать более чем в 1,5 раза наибольшую расчетную. Для предупреждения ожогов проводов и тросов при коротких замыканиях во время плавки гололеда, на обрабатываемых линиях следует применять защиту с минимальной выдержкой времени или работающую мгновенно. При использовании схем плавки, в которых возможно длительное протекание тока через землю при нарушении изоляции провода и тороса без увеличения тока от источника плавки должна быть предусмотрена защита от таких повреждений. Для своевременного предупреждения об опасных нагрузках от гололеда при возникновении метеорологических условий, способствующих его образованию, должны вестись специальные наблюдения. С этой целью заранее должны быть намечены контрольные точки на линии, подвергающиеся сильному обледенению (обычно в наиболее возвышенных местах трассы), по которым можно судить об опасности гололедообразования. Наблюдения могут производиться непосредственно в пролете линии электропередачи или на специально смонтированном проводе. При труднодоступности наиболее гололедных участков трассы такие провода могут устанавливаться поблизости от монтерских пунктов в местах, условия гололедообразования в которых близки к опасным точкам на трассе линии. Помимо организации наблюдений за гололедообразованием на ответственных линиях, где может быть гололед с толщиной стенки 15 мм и более, рекомендуется устанавливать автоматические сигнализаторы, которые передают на подстанцию сигнал о появлении гололеда определенного веса в полетах, подверженных сильному обледенению. Исправность и правильная работа сигнализаторов должны проверяться непосредственно перед гололедном сезоном. В проектах линий, на которых предусматривается плавка гололеда, должна быть также разработана организация системы наблюдений за гололедом, включающая при надобности применение специальных сигнализаторов. Плавка гололеда на линиях, подверженных пляске, служит для удаления одностороннего осадка, обуславливающего аэродинамическую неустойчивость провода и пляску при поперечном к линии ветре достаточной силы (более 8 м/сек). Величина опасного гололеда невелика, и он образуется очень быстро. Плавка гололеда для предотвращения пляски проводов после образования одностороннего осадка на линиях, подверженных интенсивной пляске, должна проводиться сообразуясь с опытом эксплуатации и во всех случаях, когда по данным гидрометеорологической службы в районе трассы ожидается сильный ветер поперек линии. На линиях, где предусматривается плавка, перед гололедным сезоном необходимо произвести тщательный осмотр проводов, тросов и соединителей в цепи плавки. При наличии повреждений части повивов должны быть наложены бандажи; болтовые соединения необходимо поверить по сопротивлению и при надобности подтянуть. Должны быть также проверены и улучшены контакты выключателей и разъединителей. Успешное проведение плавки требует быстрой и оперативной работы по ее организации. Как правило, схема плавки гололеда должна вводиться в работу не позднее, чем за 0,5-1 ч после команды диспетчера о применении плавки. С этой целью должна быть заранее проработана последовательность всех операций по сборке схемы плавки и мероприятия, обеспечивающие их быстрейшее завершение. Сборка и разборка схем плавки гололеда производится по программам – технологическим картам, предусматривающим выдачу диспетчерам комплексных оперативных заданий с учетом максимально возможной одновременности производства операций. Сборка схемы с поэтапным выполнением операций и докладом после каждой из них может быть разрешена на исключение, если по местным условиям проведения группы операций не может быть допущено. Все такие случаи энергосистемы должны согласовываться с Главным техническим управлением по эксплуатации энергосистем. Вопрос о проведении плавки гололеда должен решать главный инженер сетевого предприятия или специально выделенное им лицо. Для удаления гололедно-изморозевых образований круглой и овальной формы с проводов и тросов необходимо проплавить в них канаву, через которую может пройти провод или трос, после чего образовавшийся осадок падает на землю. При односторонних образованиях достаточно расплавить тонкий слой льда, непосредственно примыкающий к проводу или тросу, после чего осадок поворачивается около провода и падает на землю. Плавку гололеда следует производить возможно большими токами, что позволяет быстрее завершить ее и восстановить нормальную схему работы сети. Одновременно это способствует уменьшению затрат электроэнергии на плавку, поскольку энергия, отдаваемая в окружающую среду непосредственно зависит от длительности обогрева. Время плавки гололеда зависит от величины тока, размеров и плотности гололедно-изморозевых образований, их формы, скорости ветра и температуры воздуха. studfiles.net Плавка гололеда постоянным токомДля плавки гололеда постоянным током используются выпрямители. Регулирование тока плавки достигается соответствующим выбором напряжения выпрямительного агрегата, изменением коэффициента трансформации трансформатора, питающего выпрямительную установку, и подбором сопротивления заземления. В схемах плавки гололеда постоянным током земля может использоваться в качестве обратного провода. При использовании земли в качестве обратного провода следует считаться с влиянием гармоник постоянного тока на работу линий связи, проходящих вблизи обогреваемой линии. В случае необходимости на кратковременный период плавки гололеда должны быть применены специальные меры защиты от мешающих влияний постоянного тока. Плавка гололеда на тросахВысокое сопротивление тросов позволяет существенно снизить токи плавки гололеда на них по сравнению с токами плавки гололеда на проводах. Поскольку включение тросов для плавки не влияет на передачу энергии по линии, их обогрев может проводиться заблаговременно и более длительно. Это позволяет увеличить практический диапазон токов плавки. Профилактический нагрев проводов линииПрофилактический нагрев проводов заключается в повышении токовой нагрузки линии до величины, при которой отложения гололеда на проводах не происходит. Для этого необходимо, чтобы температура провода при гололедообразовании была выше 0 оС. При неблагоприятных метеорологических условиях профилактический нагрев проводов требует больших токов. При температурах около нуля и умеренных ветрах, характерных для целого ряда случаев обледенения, профилактический нагрев может применяться успешно. Для профилактического нагрева следует прибегать к способу перераспределения нагрузок и наложения токов. При параллельных линиях можно сочетать профилактический нагрев одной из них с плавкой гололеда на другой. 10.2 Расчёт плавки гололёда по фидерамРасчёт плавки гололёда ведётся с помощью программы плавки гололёда, разработанной АСУ Северных электрических сетей. Результаты расчёта по фидерам заносятся в таблицу 16 Таблица 16 - Результаты расчёта плавки гололёда.
10.3 Экономическая эффективность плавки гололедаТехнико-экономический расчет плавки гололеда питающей сети подстанции «Илекская 110/35/10кВ». Вариант 1: плавка гололеда не ведется. Ожидаемые затраты на 1 км линии в гололедно-ветровых режимах: Зг1= ГЛ[(АЗв1+ (1 – А)Зв2] + ГЛУг(88) где Г – вероятное годовое число гололедно-ветровых аварий при отсутствии плавки, отнесенное к 1 км линии, Г = 0,011; Г1 – вероятное годовое число гололедно-ветровых аварий, отнесенному к 1 км. линии, связанное с разрушением опор; Зв1 – значительные ежегодные затраты на восстановление 1 км поврежденной линии; Г2 = Г – Г1 – вероятное число гололедно-ветровых аварий, отнесенных к 1 км линии, связанное только с обрывом проводов; Зв2 – незначительные ожидаемые затраты на восстановление 1 км. поврежденной линии; Уг1, Уг2 – средний ущерб в результате отключения потребителей, вызванного повреждением участка рассматриваемой линии длиной в 1 км. соответственно с разрушением и без разрушения опор. Для вероятных значений аварийности линии в гололедно-ветровых режимах, общей и связанной с восстановлением разрушенных опор: где А – отношение длины поврежденных участков, связанных с восстановлением опор, к общей длине поврежденных участков, А = 0,8; Тогда: где Л – длина линий, км. Эквивалентные затраты на восстановление 1 км поврежденной линии, учитывающие повреждения различного характера и соответственно эквивалентные ущербы от отключения потребителей в результате повреждения 1 км. линии: Исходные данные: А = 0,8 – за последние 5 лет; Г = 0,011 – на основе статистических данных; Зв1 = (15000 – 25000) руб/км., принимаем 25000 руб/км; Зв2 = 20 % * Зв1= 5000 руб/км.; Л = 50,61 км.; Уг= 22000 руб/км Зг1= 0,011·50,61 ·[0,8·25000+ (1-0,8) ·5000] + 0,011·22000·50,61 = = 23938,5 тыс.руб. Вариант 2. Плавка гололеда ведется. Приведенные затраты, связанные с плавкой составят: Зг2= Кп. сум.(Рн+ Ра+ Рэ) + П(Ип+ Уп) (89) где Кп. сум.– первоначальные капитальные вложения, для обеспечения плавки гололеда. Кп. сум.= КпЛ где Кп– капитальные вложения для плавки 1 км линии, руб/км. Рн, Ра– соответственно, нормативные и амортизационные отчисления от капитальных вложений; Рэ– ежегодные издержки на эксплуатацию плавки гололеда; П – количество плавок за сезон на одной линии; Ип– ежегодные издержки на покрытие определенных затрат электроэнергии при проведении каждой плавки, руб/км; Уп– ущерб при отключении потребителей на время плавки, руб/км. Кп= (300 – 1000) руб/км, принимаем 650 руб/км; Кп. сум.= 65050,61 = 32896,5 руб; Рн= 0,12; Ра= 0,045; Рэ= 0,045; П = 20 П (Ип+ Уп) = (8 – 22) руб/км; Учитывая незначительное влияние изменения издержек на величину приведенных затрат, можно принимать их равными 16 руб/км. Зг2= 32896,5(0,12 + 0,045 + 0,045) + 1650,61 = 7718 тыс. руб. Экономический эффект: Э = Зг1– Зг2= 23938,5 – 7718 = 16220,5 тыс. руб. Вывод: из расчетов следует, что плавить гололед эффективнее, чем нести ущерб от аварий.
90
Лист 9090 studfiles.net КАК РАСПЛАВИТЬ ЛЁД НА ПРОВОДАХ ЛЭПЗа последние пятнадцать лет гололёд на высоковольтных линиях стал возникать всё чаще. При небольшом морозе, в условиях мягкой зимы, на проводах оседают капельки тумана или дождя, покрывая их плотной ледяной «шубой» весом несколько тонн на длине километр. В результате провода рвутся, а опоры линий электропередач ломаются. Участившиеся аварии на ЛЭП связаны, по-видимому, с общим потеплением климата и потребуют немало сил и средств на их предотвращение. Готовиться к ним нужно заранее, но традиционный способ плавления гололёда на проводах малоэффективен, неудобен, дорог и опасен. Поэтому в Московском институте радиоэлектроники и автоматики (МИРЭА) разработана новая технология не просто уничтожения уже намёрзшего льда, но позволяющая загодя предотвращать его образование.уски льда на проводах, изоляторах и несущих конструкциях порой достигают значительных размеров и массы. Многотонные слои льда на проводах ломают даже стальные и железобетонные опоры. Экспериментальный генератор на 100 МГц мощностью 30 Вт, собранный в МИРЭА. ‹ › Гололёд — бедствие для линий электропередач Согласно словарю Даля, гололёд имеет и другое название — ожеледь или ожеледица. Гололёд, то есть плотная ледяная корка, образуется при намерзании переохлаждённых капель дождя, мороси или тумана при температуре от 0 до –5°С на поверхности земли и различных предметов, в том числе проводах высоковольтных линий электропередач. Толщина гололёда на них может достигать 60—70 мм, существенно утяжеляя провода. Простые расчеты показывают, что, например, провод марки АС-185/43 диаметром 19,6 мм километровой длины имеет массу 846 кг; при толщине гололёда 20 мм она увеличивается в 3,7 раза, при толщине 40 мм — в 9 раз, при толщине 60 мм — в 17 раз. При этом общая масса линии электропередачи из восьми проводов километровой длины возрастает соответственно до 25, 60 и 115 тонн, что приводит к обрыву проводов и поломке металлических опор. Подобные аварии приносят значительный экономический ущерб, на их устранение уходит несколько дней и затрачиваются огромные средства. Так, по материалам фирмы «ОГРЭС», крупные аварии по причине гололёда за период с 1971 по 2001 год многократно происходили в 44 энергосистемах России. Только одна авария в сочинских электросетях в декабре 2001 года привела к повреждению 2,5 тыс. км воздушных линий электропередач напряжением до 220 кВ и прекращению электроснабжения огромного района. Много аварий гололёдного происхождения было и минувшей зимой. Наиболее подвержены гололёду высоковольтные линии электропередач на Кавказе (в том числе и в районе предстоящей в 2014 году зимней сочинской Олимпиады), в Башкирии, на Камчатке, в иных районах России и других стран. Бороться с этим бедствием приходится очень дорогим и крайне неудобным способом. Плавка электрическим током Ледяную корку на высоковольтных линиях ликвидируют, нагревая провода постоянным или переменным током частотой 50 Гц до температуры 100—130°С. Сделать это проще всего, замкнув накоротко два провода (при этом от сети приходится отключать всех потребителей). Пусть для эффективного растапливания ледяной корки на проводах требуется ток Iпл. Тогда при плавке постоянным током напряжение источника питания U0 = IплRпр, где Rпр — активное сопротивление проводов, а переменным током от сети —
где Xпр = 2FLпр — реактивное сопротивление при частоте F = 50 Гц, обусловленное индуктивностью проводов Lпр. В линиях значительной длины и сечения из-за относительно большой их индуктивности напряжение источника переменного тока при частоте F = 50 Гц, а соответственно и его мощность должны быть в 5—10 раз больше по сравнению с источником постоянного тока той же силы. Поэтому экономически выгодно плавить наледь постоянным током, хотя для этого нужны мощные высоковольтные выпрямители. Переменный ток применяют обычно на высоковольтных линиях напряжением 110 кВ и ниже, а постоянный — выше 110 кВ. В качестве примера укажем, что при напряжении 110 кВ сила тока может достигать 1000 А, требуемая мощность — 190 млн В·А, температура провода 130оС. Таким образом, плавка гололёда током — довольно неудобное, сложное, опасное и дорогостоящее мероприятие. Кроме того, очищенные провода при сохранившихся климатических условиях вновь обрастают льдом, который требуется плавить снова и снова. Прежде чем изложить сущность предлагаемого нами метода борьбы с гололёдом на проводах высоковольтных линий электропередач, остановимся на двух физических явлениях, первое из которых связано со скин-эффектом, второе — с бегущей электромагнитной волной. Скин-эффект и бегущие волны Название эффекта происходит от английского слова «skin» — кожа. Скин-эффект состоит в том, что токи высокой частоты, в отличие от постоянного тока, не распределяются равномерно по сечению проводника, а концентрируются в очень тонком слое его поверхности, толщина которого при частоте f > 10 кГц составляет уже доли миллиметра, а сопротивление проводов возрастает в сотни раз. Электромагнитные колебания высокой частоты могут распространяться в свободном пространстве (при излучении антенной) и в волноводах, например, в так называемых длинных линиях, по которым электромагнитная волна скользит, словно по рельсам. Такой длинной линией может служить пара проводов линии электропередачи. Чем больше сопротивление проводов линии, тем большая часть энергии электромагнитного поля бегущей вдоль линии волны преобразуется в тепло. Именно этот эффект и положен в основу нового способа предотвращения гололёда на линиях электропередач. В случае ограниченных размеров линии или какого-либо высокочастотного препятствия, например ёмкости, в линии помимо падающей будет распространяться и отражённая волна, энергия которой также будет преобразовываться в тепло по мере её распространения от препятствия к генератору. Расчёты показывают, что для защиты от гололёда ЛЭП длиной порядка 10 км нужен высокочастотный генератор мощностью 20 кВт, то есть отдающий 2 Вт мощности на метр провода. Стационарный режим разогрева проводов при этом наступает через 20 минут. А при том же типе провода применение постоянного тока требуется мощность 100 Вт на метр с выходом на режим за 40 минут. Токи высокой частоты генерируют мощные радиопередатчики УКВ ЧМ-вещания, работающие в диапазоне 87,5—108 МГц. Их можно подключать к проводам ЛЭП через устройство согласования с нагрузкой — линией электропередачи. Для проверки эффективности предложенного метода в МИРЭА был проведён лабораторный эксперимент. Генератор мощностью 30 Вт, частотой 100 МГц подключили к двухпроводной линии длиной 50 м, разомкнутой на конце, с проводами диаметром 0,4 мм и расстоянием между ними 5 мм. Под действием бегущей электромагнитной волны температура нагрева двухпроводной линии составила 50—60°С при температуре воздуха 20°С. Результаты эксперимента с удовлетворительной точностью совпали с результатами расчётов. Выводы Предлагаемый способ требует, конечно, тщательной проверки в реальных условиях действующей электросети с проведением полномасштабных экспериментов, ибо лабораторный эксперимент позволяет только дать первую, предварительную оценку новому способу борьбы с гололёдом. Но некоторые выводы из всего сказанного всё-таки можно сделать: 1. Разогрев линий электропередач токами высокой частоты позволит предотвращать образование гололёда на проводах, поскольку можно нагреть их до 10—20°С, не дожидаясь образования плотного льда. Отключать от электрической сети потребителей не придётся — высокочастотный сигнал к ним не проникнет. Подчеркнём: способ позволяет не допускать появления гололёда на проводах, а не начинать с ним бороться после того, как ледяная «шуба» их окутает. 2. Поскольку провода можно нагревать всего на 10—20°С, то по сравнению с плавкой, требующей нагрева проводов до 100—130°С, значительно уменьшается расход электроэнергии. 3. Так как сопротивление проводов токам высокой частоты по сравнению с промышленной (50 Гц) резко возрастает, коэффициент преобразования электрической энергии в тепловую оказывается велик. Это в свою очередь приводит к снижению требуемой мощности. На первых порах, по всей видимости, можно ограничиться частотой около 100 МГц генератора мощностью 20—30 кВт, воспользовавшись существующими вещательными радиопередатчиками. Литература Дьяков А. Ф., Засыпкин А. С., Левченко И. И. Предотвращение и ликвидация гололедных аварий в электрических сетях. — Пятигорск: Изд-во РП «Южэнерготехнадзор», 2000. Каганов В. И. Колебания и волны в природе и технике. Компьютеризированный курс. — М.: Горячая линия — Телеком, 2008. Левченко И. И., Засыпкин А. С., Аллилуев А. А., Сацук Е. И. Диагностика, реконструкция и эксплуатация воздушных линий электропередачи в гололедных районах. — М.: Издательский дом МЭИ, 2007. Рудакова Р. М., Вавилова И. В., Голубков И. Е. Борьба с гололёдом в электросетевых предприятиях. — Уфа: Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т, 1995. Яворский Б. М., Детлаф А. А. Справочник по физике. — М.: Наука, 1974. www.nkj.ru 7.4. Борьба с гололедомбыть оснащены сигнализаторами гололеда, работоспособность которых должна проверяться ежегодно перед наступлением зимнего периода. Следует отметить, что плавка гололеда должна проводиться в районах интенсивного гололедообразования (b > 20 мм) с частой пляской проводов. В других случаях применение плавки гололеда должно обосновыватьсятехнико-экономическимирасчетами. 7.5. Ремонт воздушных линийПри ремонтах ВЛ выполняется комплекс мероприятий, направленных на поддержание или восстановление первоначальных эксплуатационных характеристик ВЛ путем ремонта или замены отдельных ее элементов. Для ВЛ напряжением до 10 кВ структура ремонтного цикла предствляет собой чередование текущего и капитального ремонтов: Т-К-Т-К...Продолжительность ремонтного цикла для ВЛ на деревянных опорах составляет 5 лет, на железобетонных опорах – 10 лет. Для ВЛ напряжением 35 кВ и выше предусматриваются только капитальные ремонты с периодичностью: не реже 1 раза в 5 лет для ВЛ на деревянных опорах; не реже 1 раза в 10 лет для ВЛ на железобетонных и металлических опорах. Перечень работ, относящихся к текущим и капитальным ремонтам ВЛ, устанавливается типовыми инструкциями по эксплуатации ВЛ [21]. Объем ремонтных работ определяется по результатам предшествующих осмотров, испытаний и измерений. Поэтому для планирования ремонтов ВЛ ведется следующая эксплуатационнотехническая документация: паспорта ВЛ; листки осмотров; ведомости проверки загнивания деревянных опор; ведомости проверки линейной изоляции; ведомости измерений габаритов и стрел провеса проводов и тросов; ведомости измерений сопротивлений заземляющих устройств; журналы неисправностей ВЛ; журналы учета работ на ВЛ и другие документы. На основании этих документов составляется многолетний график работ, в котором указывается перечень всех ВЛ и годы их вывода в ремонт в соответствии с техническим состоянием. На основании многолетнего графика составляются годовые графики работ. По форме организации капитальный ремонт ВЛ может выполняться децентрализованно, централизованно и по смешанной форме. При децентрализованной форме ремонт выполняется силами предприятия, эксплуатирующего ВЛ. studfiles.net СО 153-34.20.512 Руководящие указания по плавке гололеда на ВЛ напряжением до 20 кВ, проходящих в сельской местности, СТО, Стандарт организации от 04 ноября 1972 года №153-34.20.512СО 153-34.20.512 Составлено Всесоюзным научно-исследовательским институтом электроэнергетики, Всесоюзным государственным проектно-изыскательским и научно-исследовательским институтом "Сельэнергопроект" (Украинское отделение) и районным энергетическим управлением БашкирэнергоАвторы доктор техн. наук В.В.Бургсдорф, инж. Л.Г.Никитина (ВНИИЭ),кандидаты техн. наук Д.В.Холмский, М.Л.Ланда, инженеры В.Б.Нарожный, И.И.Черная (УО Сельэнергопроекта)Канд. техн. наук Ф.Х.Усманов, инженеры В.А.Максимов, А.А.Сунцов, А.Л.Лившиц (РЭУ Башкирэнерго)Редактор инж. З.Ф.Зябкина 1. Основные методические указания по плавке гололеда* содержатся в "Руководящих указаниях по плавке гололеда на воздушных линиях электропередачи" (СЦНТИ ОРГРЭС, 1969). Настоящие Руководящие указания отражают характерные особенности плавки гололеда на ВЛ напряжением до 20 кВ, проходящих в сельской местности.________________* Здесь и далее под гололедом подразумеваются все виды обледенения проводов ВЛ. 2. Отложения гололеда представляют большую опасность для нормальной эксплуатации ВЛ.Образование гололеда может вызвать: а) разрегулирование проводов, их сближение и замыкание; б) интенсивную пляску проводов, вызывающую их короткие замыкания, ожоги проводов и, как следствие, их обрывы, а в некоторых случаях повреждение креплений; в) перегрузку и обрывы проводов; г) разрушение опор в результате обрыва проводов, когда возникающие неуравновешенные тяжения на опоры от оставшихся целыми проводов значительно превышают расчетные; д) разрушение опор в результате совместного воздействия гололеда и сильного ветра, направленного под углом 60-90° к ВЛ.Учитывая чрезвычайно тяжелый характер гололедных аварий и большой ущерб, наносимый ими народному хозяйству из-за аварийного недоотпуска электроэнергии и затрат на восстановление нормального электроснабжения, необходимо принимать меры по предотвращению гололедных аварий путем своевременной плавки гололеда на проводах ВЛ электрическим током. 3. Плавка гололеда является эффективным способом предупреждения гололедных аварий на ВЛ. Плавка позволяет в короткий срок удалить гололед на десятках километров линий, предупредить опасную перегрузку, обрывы и сближение проводов, разрушение опор и ликвидировать пляску проводов. 4. При проектировании ВЛ 6-20 кВ плавку гололеда следует предусматривать для районов, в которых принята нормативная толщина стенки гололеда 20 мм и более, а также для районов, в которых возможна частая и интенсивная пляска проводов. Для районов, в которых нормативная толщина стенки гололеда принята менее 20 мм, вопрос об организации плавки гололеда должен решаться на основе технико-экономического расчета целесообразности ее применения. 5. Для своевременного предупреждения диспетчера сетевого предприятия об образовании на ВЛ опасных гололедных отложений необходимо вести специальные наблюдения на линиях или специально смонтированных гололедных постах. 6. Плавку гололеда следует начинать с таким расчетом, чтобы при продолжающемся гололедообразовании она была успешно завершена на всех линиях, взаимосвязанных по режиму плавки. Очередность плавки определяется важностью потребителей, технологичностью организации плавки и наличием резервного питания. 7. На линиях, на которых предусматривается плавка гололеда, необходимо произвести перед гололедным сезоном тщательный осмотр и опробование всех элементов электрической схемы плавки и принять меры, обеспечивающие нормальную их работу в режиме плавки. 8. Для успешной плавки необходимо заранее проработать последовательность всех операций по проведению плавки и составить технологические карты плавок гололеда.Пример технологической карты плавки гололеда приведен в приложении 1. Как правило, для сборки и разборки схемы плавки следует использовать коммутационные аппараты по возможности с дистанционным управлением. Применение шлейфов, накладок, закороток не рекомендуется. В случае необходимости их применения должны быть приняты меры для удобной и быстрой их установки. 9. Плавка гололеда может производиться способом трехфазного к.з. при использовании номинального напряжения сети в длительном или повторно-кратковременном режиме к.з.Способ трехфазного к.з. применяется также и при использовании пониженного напряжения (обычно с использованием передвижных трансформаторов).Для плавки гололеда может использоваться и способ двухфазного к.з. при номинальном напряжении сети в длительном режиме к.з.Кроме того, на линиях с двусторонним питанием для плавки гололеда может быть применено встречное включение фаз. 10. Ток плавки гололеда определяется по следующим формулам. а) при способе трехфазного к.з.: , (1) где - напряжение линии, на которой производится плавка гололеда, кВ; - сопротивление системы на шинах 35 кВ питающего трансформатора, приведенное к напряжению цепи плавки, Ом; - сопротивление питающего трансформатора, приведенное к напряжению цепи плавки, Ом; - сопротивление обогреваемой линии 6-20 кВ от питающего трансформатора до места установки закоротки, Ом; - напряжение к.з. питающего трансформатора, %; - номинальная мощность питающего трансформатора, тыс. кВА; б) при способе двухфазного к.з.: ; (2) в) при способе встречного включения фаз с угловым сдвигом (эл. градусов): , (3) где и - сопротивления системы и трансформатора одной из питающих подстанций, Ом; и - то же другой подстанции, Ом. 11. Способ трехфазного к.з. при номинальном напряжении сети (рис.1) является наиболее простым и распространенным и применяется на магистральных участках сети и ответвлениях, если получаемые токи к.з. достаточны для плавки гололеда. Рис.1. Схема плавки гололедаРис.1. Схема плавки гололеда: 1 - энергосистема; 2 - питающий трансформатор; 3 - магистральная ВЛ 6-20 кВ; 4 - ответвления; 5 - место к.з. 12. Для плавки гололеда на магистральных линиях и ответвлениях, где токи к.з. при номинальном напряжении сети превышают длительно допустимые по условиям нагрева проводов, используется способ плавки большими токами в повторно-кратковременном режиме (приложение 2) или способ трехфазного к.з. от передвижных подстанций (рис.2) с понижающими трансформаторами (автотрансформаторами). Рис.2. Схема плавки гололеда на ответвлении ВЛ с использованием передвижной подстанцииРис.2. Схема плавки гололеда на ответвлении ВЛ с использованием передвижной подстанции: 1 - энергосистема; 2 - питающий трансформатор; 5 - магистральная ВЛ 6-20 кВ; 4 - передвижная подстанция; 5 - ответвления; 6 - место к.з. Использование передвижных подстанций с понижающими трансформаторами (автотрансформаторами) возможно также на удаленных участках линий, где токи к.з. при номинальном напряжении ВЛ недостаточны для плавки гололеда. 13. Для подключения передвижного трансформатора при плавке гололеда без отключения питающей линии в месте его подключения должны быть установлены разъединители. 14. Время плавки на отдельных участках сети не должно превышать 1 ч. 15. При выборе тока плавки необходимо учитывать следующее: а) значение протекающего в цепи плавки тока должно быть достаточно для расплавления гололеда в нормированный срок на участке, где подвешен провод наибольшего сечения; б) ток плавки не должен превышать значений, допустимых по условию нагрева провода наименьшего сечения из проводов ВЛ, свободных от гололеда; в отдельных случаях провода, ограничивающие возможность проведения плавки, должны быть заменены. 16. При проведении плавки гололеда в распределительных сетях на отдельных потребительских подстанциях возможно значительное понижение напряжения.Для таких подстанций должны быть проверены уровни напряжения на зажимах электродвигателей у потребителей. При напряжении менее 80% номинального двигатели на время плавки должны быть отключены. 17. Допустимая температура нагрева провода определяется двумя условиями: а) сохранением механической прочности провода; б) габаритом приближения провода к земле или к пересекаемым объектам.На время плавки с учетом ее кратковременности для ВЛ напряжением 6-20 кВ допускаются габариты, указанные в табл.1. Таблица 1 Габариты между ВЛ 6-20 кВ и пересекаемым объектом, допустимые на время плавки
По допустимым на время плавки габаритам определяется стрела провеса и соответствующее ей напряжение, а также допустимая температура нагрева провода. 18. Для алюминиевых и сталеалюминиевых проводов при длительном режиме плавки определяющим является условие сохранения механической прочности. Допустимая температура нагрева этих проводов при плавке 90 °С.Допустимые токи плавки для ВЛ с алюминиевыми и сталеалюминиевыми проводами определяются в зависимости от скорости ветра м/с и температуры воздуха °C по табл.2. Таблица 2 Допустимые токи плавки гололеда на ВЛ с алюминиевыми и сталеалюминиевыми проводами при различных погодных условиях
Для проводов марки ПС по условию механической прочности допустима температура 250 °С, поэтому во всех режимах определяющим является соблюдение требуемого габарита. Допустимые температуры нагрева по этому условию и соответствующие им токи для длительного режима выбираются в зависимости от длины пролета, наибольшей расчетной стрелы привеса и скорости ветра по номограмме, приведенной в приложении 3.В повторно-кратковременном режиме для проводов марок А и АС по условию механической прочности допускается температура 130 °С.Пример расчета поворотно-кратковременного режима плавки приведен в приложении 2. 19. При использовании данных табл.2 и номограммы (см. приложение 3) следует принимать следующую расчетную скорость ветра: 2 м/с для районов, где скорость ветра при гололеде достигает 15 м/с, и 4 м/с для районов, где скорость ветра при гололеде превышает 15 м/с. 20. Время плавки гололеда зависит от размеров и плотности гололеда, его формы, тока плавки, скорости ветра и температуры воздуха.В приложении 4 приведены зависимости тока от времени плавки гололеда и изморози для разных метеорологических условий.Графики построены для удельного веса гололеда 0,9 г/см (рис.15-43) и изморози 0,2 г/см (рис.44-63). 21. С учетом возможных погрешностей в определении размеров и плотности гололеда, погодных условий на трассе ВЛ и сопротивления проводов продолжительность плавки следует увеличивать на 25-30% против приведенной в приложении 4.Контроль за окончанием процесса плавки может осуществляться по времени плавки или визуально.Визуальное наблюдение за опадением гололеда должно проводиться на участках линии с наибольшими размерами отложений. 22. Все элементы электрической схемы плавки должны быть рассчитаны на токи плавки с учетом допустимых перегрузок. Элементы оборудования, перегрузка которых превышает допустимую, должны быть заменены или зашунтированы на период плавки. 23. Допустимые кратности перегрузки силовых трансформаторов на подстанции определяются в зависимости от предшествовавшего плавке режима нагрузки и времени плавки по рис.3. Рис.3. Допустимые кратности перегрузки стационарных трансформаторов подстанцийРис.3. Допустимые кратности перегрузки стационарных трансформаторов подстанций: - коэффициент загрузки трансформатора в режиме, предшествующем режиму плавки гололеда 24. Если установленная мощность силового трансформатора с учетом допустимых перегрузок недостаточна для плавки гололеда, необходимо заменить его более мощным или отключить часть нагрузки на период плавки. Целесообразность применения того или другого варианта определяется путем экономических расчетов. Пример расчета приведен в приложении 5. 25. Необходимые мощности и ступени напряжения на вторичной стороне передвижного трансформатора (автотрансформатора) определяются по параметрам сети (участка сети), для которой предназначена данная подстанция.Методика расчета приведена в приложении 6. 26. Для коммутационных аппаратов (выключателей и разъединителей) в режиме плавки допустима нагрузка, превышающая номинальный ток в 1,5 раза. 27. Кабельные выводы и вставки напряжением 6-20 кВ в режиме плавки допускают перегрузки в соответствии с § 31.4 "Правил технической эксплуатации электрических станций и сетей"с учетом поправочных коэффициентов на температуру воздуха и земли, приведенных в табл.1-3-36 гл.1-3 "Правил устройства электроустановок"._______________* На территории Российской Федерации действуют "Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации", утвержденные приказом Минэнерго России от 19.06.2003 г. N 229. - Примечание изготовителя базы данных. 28. Для трансформаторов тока ТПЛ-10 допустима нагрузка, превышающая номинальный ток в 3,5 раза.Допустимая кратность перегрузки трансформаторов тока ТПФ и ТПФМ определяется по табл.3 в зависимости от времени плавки. Таблица 3 Допустимая кратность перегрузки трансформаторов тока ТПФ и ТПФМ
Одновременно при этом должна быть проверена возможность работы с требуемой перегрузкой элементов вторичных цепей. Элементы, не удовлетворяющие этому требованию, должны быть на период плавки зашунтированы.При использовании трансформаторов тока для измерения тока плавки их перегрузка допускается в пределах, обеспечивающих требуемую точность измерения. 29. В процессе плавки линия должна быть защищена токовой защитой, для чего могут быть использованы существующие защиты или смонтирована специальная защита, вводимая в действие на время плавки. В этом случае рабочие защиты на время плавки выводятся из действия.Уставка защиты должна превышать ток плавки на 20%. ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА ПЛАВКИ ГОЛОЛЕДА НА ПРОВОДАХ ДО 10 кВПриложение 1
Фидер N 606, участок плавки гололеда АБ Ток плавки с подстанции (от ячейки N 606)
docs.cntd.ru | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
