Введение 3
1 Условия ледообразования и методы борьбы с обледенением 5
1.1 Метеорологические условия образования отложений на ВЛ 5
1.2 Параметры ВЛ и их роль в образовании отложений 11
1.3 Методы борьбы с обледенением 13
1.4 Электротермические способы борьбы с отложениями на ВЛ 17
1.5 Выводы по первому разделу 27
2 Сети 6-10 кВ и мероприятия по плавке гололеда 28
2.1 Характеристика сетей напряжением 6-10 кВ 28
2.2 Характеристика воздушных линий электропередачи напряжением 6-10 кВ 29
2.3 Обоснование необходимости проведения мероприятий по плавке гололеда 32
2.4 Методы борьбы с обледенением в сетях 6-10 кВ проходящих сельской местности 47
2.5 Выводы по второму разделу 52
3 Плавка гололеда в сетях 6-10 кВ в сельской местности 54
3.1 Описание исследуемого объекта 54
3.2 Плавка гололеда током короткого замыкания 54
3.3 Определение параметров режима плавки гололеда 62
3.4 Порядок проведения мероприятий по плавке гололеда 73
3.5 Релейная защита при плавке гололеда 75
3.6 Определение места повреждения ВЛ при плавке гололеда 76
3.7 Автоматизированная информационная система контроля гололедной нагрузки 77
3.8 Выводы по третьему разделу 78
Заключение 79
Список используемых источников 81
Работа посвящается выбору наиболее эффективного способа плавки гололеда с целью снижения аварийности на воздушных линиях электропередачи напряжением 6-10 кВ в сельской местности.
В России на данный момент общая протяженность электрических сетей различных классов напряжений составляет примерно 3 млн. км, из них две трети - это воздушные линии электропередачи разных уровней напряжения.
В отличие от кабельных, воздушные линий более подвержены влиянию различных природных явлений. Эти явления не только снижают надежность электроснабжения потребителей, но и являются прямой причиной аварий, крупных ущербов предприятий и экономики в целом.
Проблема борьбы с обледенением проводов воздушных линий электропередачи общеизвестна. Высокая влажность воздуха, резкие перепады температуры, ветры являются факторами, из-за которых интенсивность обледенения проводов воздушной линии возрастает в разы. По причине обледенения проводов, вес которых увеличивается в несколько раз, все элементы воздушных линий подвергаются дополнительным механическим нагрузкам. При гололедных отложениях, превышающих критические значения для данной воздушной линии электропередачи возникает вероятность обрыва проводов и тросов, разрушение изоляторов и арматуры, а в самом худшем случае и разрушение опор. Часто гололед по проводам распределяется неравномерно. Вследствие этого наблюдается серьезный разброс величин стрел провеса проводов линии. Г ололед - одна из причин "пляски" проводов. Она зачастую приводит к схлестыванию проводов ВЛ и как следствие к короткому замыканию.
«Аварии из-за гололеда на ВЛ, чаще всего проявляются массово и требуют больших экономических вложений. В результате сетевые энергокомпании и потребители несут крупные убытки, а ликвидация аварий - это дорогостоящий и трудоемкий процесс. Среднее время ликвидации аварий, вызванных гололедообразованием, превышает среднее время ликвидации аварий, вызванных другими причинами, в 10 и более раз» [18, с. 153, 154].
Целью диссертации является снижение аварийности на воздушных линиях электропередачи напряжением 6-10 кВ в сельской местности.
Для достижения поставленной цели, необходимо решить следующие задачи:
1) Проанализировать факторы, оказывающие влияние на образование отложений и методы борьбы с ледообразованием на проводах воздушных линий электропередачи;
2) Обосновать необходимость проведения мероприятий по плавке гололеда и выбрать наиболее приемлемый метод плавки гололеда для воздушных линий электропередачи 6-10 кВ в сельской местности;
3) Определить параметры режима плавки гололеда и разработать порядок проведения мероприятий по плавке гололеда.
1) Проанализированы факторы, оказывающие влияние на образование отложений. К таким факторам относятся: температура воздуха, скорость ветра, параметры воздушной линии и др. Дан краткий, общий анализ методов борьбы с ледообразованием на воздушных линиях.
2) Обоснована необходимость в проведении мероприятий по плавке гололеда, а также определена предельная толщина гололедной муфты. Произведен выбор метода плавки гололеда.
По результатам расчета получено, что механические напряжения провода с гололедом серьезно превышают допустимые значения без него. И если вовремя не производить удаление гололедной муфты, то возможно возникновение аварийных ситуаций и выход воздушной линии из строя.
Определена величина критической толщины гололедной муфты, которая равна 16 мм. Следовательно, необходимо производить плавку гололеда при толщинах меньше критической, тем самым снижая до минимума вероятность аварии на линии по причине ледообразования.
После анализа наиболее практикуемых способов плавки гололеда, применительно к сетям 6-10 кВ проходящим в сельской местности, выбран способ плавки гололеда токами короткого замыкания.
3) Рассмотрены варианты исполнения схем при плавке гололеда методом короткого замыкания. В результате предварительно были выбраны две схемы: трехфазного и однофазного короткого замыкания.
Определены параметры режима плавки, исходя из которых, на данном объекте можно использовать только схему «змейка». Определено время необходимое для полного расплавления гололеда на воздушной линии.
Определен порядок проведения мероприятий по плавке гололеда.
Выбрано устройство релейной защиты на основе микропроцессорного блока «Сириус-ДЗ-35» компании АО «РАДИУС Автоматика». Рассчитаны уставки срабатывания защиты.
Выбрано устройство автоматического дистанционного определения места повреждения на основе микропроцессорного блока «Бреслер-0107.090.ВХ» компании ООО «НПП Бреслер».
Выбрана автоматизированная информационная система контроля гололедной нагрузки АИСКГН «БЛАЙС» компании ООО «Спец КБП и СА».
