Стартовая >> Архив >> Предотвращение и ликвидация гололедных аварий

Системы телеизмерения гололедных нагрузок для сетей с глухозаземленной нейтралью - Предотвращение и ликвидация гололедных аварий

Оглавление
Предотвращение и ликвидация гололедных аварий
Виды и параметры гололедно-изморозевых отложений
Влияние метеоусловий на процесс гололедообразования
Влияние параметров ВЛ на процесс гололедообразования
Нормативные параметры гололедных нагрузок
Эргатическая энергосистема
Применение системного подхода для повышения надежности
Комплексная система мероприятий
Плавка гололеда
Плавка гололеда постоянным током
Схемы выпрямительных установок при плавке постоянным током
Схемы соединения проводов для плавки гололеда  постоянным током
Способы отключения поврежденной выпрямительной установки
Выбор реакторов
Выбор трансформаторов
Специальный трансформатор тока для релейной защиты установок плавки
Выносной заземлитель для схем плавки гололеда постоянным током
Релейная защита
Максимальная токовая защита
Релейная защита от замыканий на землю в цепи постоянного тока
Релейная защита, селективно выявляющая пробой плеча
Релейная защита от коротких замыканий на землю
Импульсные реле типа РИ-1 и РИ-2
Выбор поврежденной фазы при пробое плеча выпрямительного моста
Определение места повреждения при плавке гололеда постоянным током
Комплекс прогноза и раннего обнаружения
Датчик гололедной нагрузки
Погрешности
Системы телеизмерения гололедных нагрузок для сетей с изолированной нейтралью
Кодирование информации
Схемы питания датчиков
Линейный преобразователь
Приемный преобразователь
Системы телеизмерения гололедных нагрузок для сетей с глухозаземленной нейтралью
Аналоговые измерительные органы линейных преобразователей
Радиотелемеханические системы
Автоматизированный метеопост для раннего обнаружения гололедообразования
Конструкция датчиков осадков
Литература

Принцип действия

Для воздушных линий электропередачи 110кВ и выше Энергосеть-проектом, ВНИИЭ и др. организациями разработаны системы телеизмерения гололедных нагрузок с использованием высокочастотного канала и различных конструкций датчиков гололедной нагрузки, обеспечивающих непрерывное или дискретное измерение нагрузки. В этих системах ВЧ передатчики устанавливаются:
• в пункте контроля гололедной нагрузки на ВЛ осуществляют передачу ВЧ сигнала от места установки динамометрического или бесконтактного магнитоупругого ДГН до пункта приема информации;

• на подстанции и производят локацию ВЛ с помощью зондирующих ВЧ импульсов, коэффициент отражения которых изменятся путем перестройки контура заграждения в ПК от ДГН.
К недостаткам таких систем можно отнести сложность аппаратуры, обусловленную наличием ВЧ канала, недостаточную селективность и точность измерения из-за затухания ВЧ сигнала при гололедообразовании на ВЛ, невозможность применения при двух и более ПК на одной ВЛ.
При наличии на ВЛ изолированного грозозащитного троса СТГН может быть выполнена без использования ВЧ канала, что значительно упрощает ее схему. В «Южэнерго-сетьпроекте» разработана СТГН [75], в которой передача информации осуществляется постоянным током по схеме - «изолированный грозозащитный трос-земля». В ПК устанавливается преобразователь сигнала магнитоупругого бесконтактного ДГН в фазном проводе в пропорциональное напряжение постоянного тока, что позволяет непрерывно измерять нагрузку на провод. Такой же по конструкции ДГН в тросе управляет вторым преобразователем с релейной характеристикой. Недостатками системы являются: невозможность непрерывного измерения гололедной нагрузки на трос; для изменения уставки по нагрузке на трос требуется перенастройка преобразователя в ПК с отключением ВЛ и имитацией нагрузки на трос.
Ниже излагаются принципы выполнения усовершенствованных СТГН, предназначенных для одновременного непрерывного контроля гололедной нагрузки на фазный провод и трос в одном или нескольких пунктах контроля ВЛ 330-500кВ с изолированными грозозащитными тросами [78]. В качестве ДГН в системах используются бесконтактные помехозащищенные магнитоупругие датчики силы, а передача информации осуществляется по каналу связи «грозозащитный трос-земля», образованному измерительными трансформаторами напряжения TV1, TV2 и разделительными конденсаторами Cl, С2 (рис.7.22).
Выбор трансформаторов напряжения TV1, TV2 и схем их подключения к тросу зависит от способа плавки гололеда на тросе и принятой схемы питания аппаратуры, устанавливаемой в пункте контроля.
Плавка гололеда на В Л 330-500кВ обычно производится: на фазных проводах - постоянным током от специальных выпрямительных установок, на грозозащитных тросах - постоянным или переменным током. Для этого только в Ставропольэнерго было смонтировано 12 схем плавки гололеда на фазных проводах от установок с выпрямительными мостами типа ВУКН-1200/14 и В-ТПКД-1600/14, в том числе: по схеме «фаза-две фазы» - 6, «фаза-фаза» - 6. На тросах смонтировано 10 схем плавки гололеда, в том числе: по схеме «два троса-земля» - 2, «трос-трос» - 7, «трос-земля» - 1; в семи схемах плавка осуществляется переменным током, в трех - постоянным. За 1994-98гг. проведено 12 плавок гололеда на фазных проводах и 15 плавок на грозозащитных тросах.

Кроме того, ежегодно при подготовке к работе в осенне-зимний период на всех ВЛ проводятся пробные плавки гололеда с целью подготовки и обучения персонала, выявления и устранения дефектов схем и оборудования.

Рис.7.22. Схема СТГН для ВЛ 330-500 кВ с изолированными грозозащитными тросами
Так как плавка гололеда на фазных проводах ВЛ с использованием ВУ достаточно продолжительный процесс, особенно по схеме «фаза-две фазы», то необходимым требованием к СТГН является обеспечение ее работы в период плавки, что позволяет оперативному персоналу контролировать опадание гололеда и своевременно принимать решения.
Варианты питания аппаратуры СТГН в НК:

  1. От фазного провода контролируемой ВЛ. Недостатком такой схемы является потеря контроля гололедной нагрузки в процессе плавки гололеда на фазных проводах от ВУ.
  2. Oт постороннего источника, например, ВЛ 10-35кВ, проходящей в непосредственной близости от ПК. Наличие независимого источника позволяет обеспечить контроль гололедной нагрузки при плавке гололеда на фазных проводах и тросе от различных установок, однако такая схема не всегда может быть реализована.

Отметим, что ВЛ 10-35кВ могут быть использованы также и для передачи информации о гололедной нагрузке на проводах ВЛ 330-500кВ при отсутствии на ней грозозащитного троса.

  1. Подачей мигающего напряжения (обычно 10кВ) в трос.

В схеме, разработанной в «Южэнергосетьпроекте», напряжение ЮкВ подается в трос с помощью трансформатора питания СТГН 10/0,4кВ (Т на рис.22) с Sном 63-100κΒА, у которою один из фазных выводов обмотки высшего напряжения заземляется через разделительный конденсатор СЗ. При этом приемный преобразователь СТГН подключается к конденсатору С3 через трансформатор напряжения TV2, используемый в качестве балластного сопротивления (показано пунктиром на рис.7.22). При плавке гололеда на тросе питающий трансформатор Т вместе с ППр отключаются.
Авторами предложено разделить цепи питания и цепи канала передачи информации СТГН, для чего трансформатор напряжения TV2 подключается непосредственно к тросу через отдельный разъединитель QS2. Преимущества такой схемы включения трансформатора TV2:

  1. при плавке гололеда на тросе переменным напряжением 10-35кВ (нейтраль изолирована) питающий трансформатор Т отключается, а ППр остается в работе и сохраняется контроль гололедной нагрузки при условии стабилизации напряжения питания аппаратуры СТГН в ПК;
  2. независимый выбор параметров (емкости и номинального напряжения) разделительных конденсаторов С2 и С3.

Кодирование информации

Одновременный непрерывный контроль гололедной нагрузки на фазный провод и трос может обеспечиваться в СТГН следующими способами передачи информации по каналу «грозозащитный трос — земля»:

  1. напряжением постоянного тока разной полярности для фазного провода и троса;
  2. напряжением постоянного тока одной полярности, но в разных диапазонах его изменения для фазного провода и троса;
  3. напряжением постоянного тока - для фазного провода и низкочастотными импульсами - для троса;
  4. низкочастотными импульсами для фазного провода и троса.

При первых двух способах передачи информации в линейном преобразователе СТГН сигналы от датчиков гололедной нагрузки, установленных в фазном проводе (ДГНФ) и в тросе (ДТП,), преобразуются в напряжения постоянного тока одной или разной полярности, которые поочередно в течение одинаковых интервалов времени поступают с выхода ЛПр по каналу передачи «грозозащитный трос-земля» на вход ППр. В ППр происходит разделение сигналов либо по знаку, либо по значению, после чего они поступают в цепи индикации, сигнализации и телемеханики.

При третьем способе передачи информации в ЛПр СТГН сигнал от ДГНф преобразуется в пропорциональное ему напряжение постоянного тока, а сигнал от ДГНт - в соответствующее количество низкочастотных импульсов с частотой следования fнч=0,5—1 Гц, которые периодически накладываются на постоянное напряжение. В ППр производится измерение значения постоянного напряжения в интервалах отсутствия низкочастотной модуляции и подсчет количества импульсов или длительности низкочастотной модуляции.
Первый способ передачи информации рекомендуется для СТГН с одним ПК на ВЛ, второй и третий — могут применяться при двух и более ПК на одной ВЛ.
При четвертом способе передачи информации в ЛПр СТГН сигналы от ДГНф и ДГНг преобразуются в низкочастотные импульсы с частотой следования fнч = 0,5—1Гц. В этом случае возможно использование числоимпульсного кодирования, когда сигнал каждого из ДГН преобразуется в соответствующую последовательность двуполярных низкочастотных импульсов, или кодоимпульсного представления информации, когда сигнал каждого из ДГН преобразуется в последовательный двоичный код, который передается по каналу «грозозащитный трос-земля» также с помощью двуполярных низкочастотных импульсов.
Оценим время передачи информации при число-импульсном кодировании. Если ДГН установлены только в одной фазе ВЛ и в тросе, шаг квантования принят для фазного провода ΔΡф=1κΗ и для троса ΔΡт=0,1κΗ, максимальная измеряемая нагрузка на фазный провод Рмакс.ф==30кН и на трос Рмакс.т=5кН, общее количество информационных импульсов, необходимых для передачи максимальных значений нагрузок, равно

Отсюда время передачи, например, на частоте fнч = 0,5Гц составляет

Если ДГН установить во всех трех фазах ВЛ и в тросе, то время передачи только информационных импульсов число-импульсной кодовой комбинации, соответствующей максимальным нагрузкам, увеличивается до 280с.
При использовании кодоимпульсной последовательности, например с восьмиразрядным кодом, и установке ДГН во всех трех фазах и в тросе время передачи не зависит от значения нагрузок на ДГН и равно 64с. Это время значительно меньше, чем при число-импульсном кодировании, которое дает практически такое же время передачи уже при начальных весах на ДГН в фазных проводах до 7кН и в тросе до 1кН. Кроме уменьшения времени передачи применение кодоимпульсной последовательности НЧ импульсов позволяет проще выполнить кодирование адреса, т.е. принадлежности сигнала к определенному ДГН, что важно для организации  селективной работы и диагностики системы, или ПК* что необходимо в групповых системах с несколькими ПК.
С учетом изложенного четвертый способ передачи информации с число-импульсным кодированием может быть рекомендован для СТГН с одним ПК на ВЛ и с установкой ДГН в одной фазе и в тросе. Кодирование сигнала, принадлежащего двум ДГН (ДГНф и ДГНТ), значительно упрощается при использовании фазового принципа, при котором числоимпульсный код нагрузки на ДГНф всегда начинается с импульса положительной полярности, а на ДГН, - с импульса отрицательной полярности. Практически это может быть реализовано с применением цифровых ЛПр, разработанных для СТГН на ВЛ 6-10кВ (см. п.7.3).
При наличии ДГН во всех трех фазах ВЛ и нескольких ПК более предпочтительным является кодоимпульсное представление передаваемой информации. Применение последовательного двоичного кода становится возможным благодаря особенностям прохождения НЧ сигнала по каналу «грозозащитный трос-земля», который в отличие от канала «фаза-земля» распределительных сетей 6-35кВ с изолированной нейтралью не является многоконтурной колебательной системой с изменяющейся в зависимости от режима сети схемой.
Возможное частичное шунтирование канала «грозозащитный трос- земля», например, из-за ухудшения изоляции троса, приводит только к уменьшению активного сопротивления изоляции троса относительно земли и не влияет на характер прохождения НЧ сигнала. Несмотря на некоторое затухание НЧ сигнала в этом случае, уровни двуполярного напряжения низкой частоты на входе приемного преобразователя СТГН при соответствующем выборе параметров канала передачи позволяют надежно декодировать информацию, представленную последовательным двоичным кодом.
Применение в СТГН указанных способов кодирования информации не требует синхронизации в работе линейных и приемного преобразователей, что существенно упрощает аппаратуру и повышает надежность ее работы.



 
« Повышение надежности определения мест повреждения на ВЛ 110-220 кВ и размещении фиксирующих приборов   Проблема повышения надежности и долговечности электросетевых конструкций »
электрические сети