Влияние грозозащитного троса на режим работы линии электропередачи

Разумец Евгений Александрович

В настоящее время в России протяженность линий электропередачи напряжением 110 кВ и выше составляет около 500 тысяч километров [2]. Большую роль в транспортировке электроэнергии на дальние расстояния играют сети, напряжение которых составляет 500 кВ. Общая протяженность воздушных линий напряжением 500 кВ превышает 40 тысяч километров.

Элементы сети характеризуется исходными параметрами, текущим состоянием электрооборудования, и параметрами режима (токами, напряжениями, потоками и потерями мощности и т.д.)

Целью работы является исследование изменения режима работы линии электропередачи при выходе из строя грозозащитного троса. Для решения задачи влияния выхода из строя грозозащитного троса на режим работы линии электропередачи используем подход расчета на основе эквивалентных схем с учетом и без учета троса. При выходе из строя троса происходит изменение режима работы воздушной линии, что отразится на ее пропускной способности.

Для расчета режима линий электропередачи необходимо знать параметры ее схемы замещения. Под схемой замещения элемента электрической сети трехфазного переменного тока частотой 50 Гц понимается совокупность фазных сопротивлений и проводимостей, позволяющих достаточно точно моделировать этот элемент [2].

 Схема замещения характеризуется активным сопротивлением, r_л, обусловленным потерями активной мощности на нагрев провода; реактивным (индуктивным) сопротивлением, x_л, моделирующим потери реактивной мощности на создание электромагнитного поля вокруг провода; активная проводимость g_л соответствует двум видам потерь активной мощности: с токами утечки через изоляторы и на корону; емкостная проводимость в_л, обусловлена емкостями между проводами разных фаз и емкостью фаза-земля.

При расчете режима работы электрической сети воздушная трехфазная линия переменного тока напряжением <500 кВ и длинной до 300 км может быть представлена схемой замещения с сосредоточенными параметрами П-образного или Т-образного вида [1].

Следует отметить, что П-образные и Т-образные схемы замещения равноправны. Т-образная схема замещения может быть получена из П-образной схемы замещения путем преобразования треугольника в звезду. В конкретных условиях может оказаться более удобной та или другая схема замещения.

Для линий 330 кВ и выше должны учитываться не только продольные собственные и взаимные сопротивления, но и поперечные (емкостные) сопротивления. При выводе расчетных выражений для поперечных емкостей линий вводят зеркальное изображение проводов линии, т.е. фиктивные обратные провода, расположенные под землей на таком же расстоянии от поверхности земли, что и провода линии над землей [3].

На параметры линии электропередачи влияет наличие или отсутствие грозозащитного троса и их количество. Влияние заземленных тросов сказывается практически только на значении емкости в нулевой последовательности. Сравнивая параметры линии без грозозащитного троса и с его наличием, можно установить, что при наличии троса значение емкости возрастает, наличие троса как бы приближает провод к земле. Значение емкости возрастает при наличии на линии двух тросов.

Параметры линий электропередачи без грозозащитнго троса, с одним грозозащитным тросом и с двумя грозозащитными тросами, представлены в табл 1.

Таблица 1.

Параметры линий электропередачи без грозозащитного троса,

с одним грозозащитным тросом и с двумя грозозащитными тросами

Грозозащитный трос подвешивается на изоляторах, по концам грозозащитный трос заземляется. В этом случае ток молнии проходит на заземлитель через искровой промежуток. Расстояние между опорами составляет 350 метров. С изменением сопротивления линии электропередачи будет и меняться ее пропускная способность которая является одной из основных характеристик линий электропередачи определяющая наибольшую мощность, которую можно передать по линии с учётом всех ограничивающих условий (устойчивости, потерь на корону, нагрева проводников и контактов и т.д.).

Из результатов расчетов сопротивления линии на основе эквивалентной П-образной схемы замещения следует, что при выходе из строя грозозащитного троса для воздушных линий с одним грозозащитным тросом эквивалентное сопротивление линии увеличивается на 4,8%. При входе из строя двух грозозащитных тросов, величина эквивалентного сопротивления увеличивается на 10,3%, что приведет к возрастанию активных потерь в линии электропередачи и увеличению предела передаваемой мощности, что можно использовать для создания информационной модели контроля текущего состояния распределительных сетей высокого напряжения, для наблюдаемости технического состояния и управлением сетевым оборудованием.

Список литературы:

1. Ананичева С.С., Мызин А.Л. Схемы замещения и установившиеся режимы электрических сетей/ С.С. Ананичева, А.Л. Мызин.-Екатеринбург УрФУ, 2012.-с.77

2. Веников В.А. Электрические системы. Режимы работы электрических систем и сетей/ В.А. Веников.-М.:Высшая школа, 1975.-c.344.

3. Расчеты токов короткого замыкания для релейной защиты и системной автоматики в сетях 110-750 кВ.-М.: Энергия, 1979.-с.152