Оценка частоты установки ограничителей перенапряжений на опорах воздушных линий 35-220 КВ

С ростом сопротивления заземления опор, зона защиты ОПН возрастает как для двухцепных, так и для одноцепных перекрытий из-за уменьшения снижения части тока молнии отводимой в землю каждой опорой линии (рис. 4). Но при всех значениях зона защиты ОПН от двухцепных перекрытий несколько шире (см. рис. 5).

Кроме сопротивления заземления опоры, на зону защиты ОПН влияет длина пролётов между опорами. На рисунке 6 показаны зоны защиты при разных длинах пролёта. Сопротивления заземления опор в расчётах было принято Ом. В отличии от предыдущих эпюр, для того чтобы координаты опор совпали при разных значениях длины пролёта, на данном рисунке по оси абсцисс отложено не расстояние x от начала линии, а номер опоры. Из эпюры 6 видно, что количество отключений на незащищённых опорах падает с увеличением частоты расстановки опор (снижением длины пролёта).

Рис. 4. Зона защиты ОПН при двух разных значениях сопротивления заземления опор

Рис. 5. Снижение числа отключений опоры соседней с защищённой ОПН

Так же на локальное изменение числа грозовых отключений влияют такие параметры как: высота опоры, уровень линейной изоляции, высота тела опоры, взаимное расположение проводов, а также сочетание этих и прочих параметров на отдельных участках линии. Однако, в общем случае зону защиты ограничителя можно оценить в 700 - 850 м.

Рис. 6. Зона защиты ОПН при разных длинах пролёта

Ограничители, установленные на опорах ВЛ снижают общее число грозовых отключений. Чем чаще на линии установлены аппараты, тем больше такое снижение. В таблице 1 представлено число двухцепных отключений на примере ВЛ 220 кВ при различных местах и частоте установки ОПН на линии. Видно, что наибольшее снижение происходит при установке аппаратов на каждой опоре. Установка ОПН на каждой опоре так же является наиболее эффективным средством от одноцепных перекрытий. После проведения расчётов частоты установки ОПН при бестроссовой молниезащите ВЛ установлено, что из-за большой доли отключений, вызванной ударами молний в фазные провода, защитная зона ОПН, при отсутствии молниезащитных тросов не превышает одной опоры, как в случае одноцепных, так и в случае двухцепных перекрытий. Сокращение длины пролёта при отсутствии молниезащитных тросов практически не расширяет защитную зону ограничителей.

Таблица 1. Число грозовых двухцепных отключений при разной частоте установки ОПН

Таблица 2. Число грозовых одноцепных отключений при разной частоте установки ОПН

перенапряжение высоковольтный грозовой двухсцепный

Все расчеты, представленные выше, были проведены при условии, что параметры линии одинаковы. Но реально эксплуатирующиеся линии электропередач, как правило, обладают резко неоднородными параметрами по всей длине. Так величины сопротивлений заземлений для разных опор в пределах одной линии может колебаться от единиц до сотен Ом. Поэтому распределение числа грозовых отключений резко изменяется по длине ВЛ. На рисунке 7 показано расчётное распределение числа отключений. Видно, что функция имеет ярко выраженные пики. Эти пики соответствуют либо опорам с высоким сопротивлением заземления, либо местам локального повышения грозовой активности. Таким образом, поиск мест установки ограничителей должен производится по реальными характеристикам ВЛ без их усреднения и переноса усреднённых параметров на все опоры линии.

Рис. 7. Типичная эпюра числа грозовых отключений реальной ВЛ

Таким образом по результатам работы можно сделать следующий вывод: при установке ОПН, наибольшее снижение отключений происходит на опоре с установленным аппаратом. Степень снижения на соседних опорах зависит от многих параметров линии: сопротивлений заземлений опор, длин пролётов и т.д., но в общем случае «зона защиты» ограничителя невысока и не превышает 2 опор. При эксплуатации ВЛ без тросов на вершинах опор, ограничители должны быть установлены на верхних фазах каждой опоры.

Так как параметры ВЛ резко неоднородны по всей длине линии, то необходимо осуществлять поиск мест установки ограничителей, задаваясь реальными параметрами ВЛ без их усреднения и распространения усреднённых параметров на все опоры линии.

Литература

1. Руководство по защите электрических сетей 6-1150 кВ от грозовых и внутренних перенапряжений / Под науч. ред. Н.Н. Тиходеева. 2-е изд. - СПб: ПЭИПК Минтопэнерго РФ, 1999.

Размещено на Allbest.ru