Помощь студентам в учебе
ГРОЗОЗАЩИТА ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ 35, 110 кВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СОВРЕМЕННЫХ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ
|
Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 6
1 УДАРЫ МОЛНИИ В ЛИНИИ ИИХ ПОСЛЕДСТВИЯ 8
2 ГРОЗОВЫЕ ОТКЛЮЧЕНИЯ ЛИНИИ. СТАТИСТИКА 18
2.1 Количество отключений ВЛ 35, 110 кВ в период грозы в ОАО
«МРСК Урала» 18
2.2 Число грозовых отключений ВЛ 35, 110 кВ Златоустовского РЭС 21
Выводы по разделу 2 23
3 ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧИСЛА ГРОЗОВЫХ ОТКЛЮЧЕНИЙ ЛИНИЙ 35 И 110 15
КВ 24
3.1 Методика определения числа грозовых отключений 24
3.1.1 Статические данные. Интенсивность грозовой деятельности 25
3.1.2 Удельная поражаемость объекта 26
3.1.3 Эффективная поверхность, с которой объект принимает на себя
молнии 26
3.1.4 Количество ударов молний в ВЛ за год 26
3.1.5 Параметры тока молнии 26
3.1.5.1 Амплитуда импульса 27
3.1.5.2 Крутизна импульса тока 27
3.2 Определение годового числа грозовых отключений ВЛ 27
3.2.1 Прямой удар молнии в линию без тросов 29
3.2.2 Удар молнии в линию с грозозащитным тросом 33
3.2.2.1 Удар молнии в трос в середине пролёта и перекрытие
воздушного промежутка трос-провод 35
3.2.2.2 Прорыв молнии через тросовую защиту (т.е. поражение
провода) 38
3.2.2.3 Удар молнии в опору и обратное перекрытие изоляции с
опоры на провод 38
3.3 Определение годового числа грозовых отключений ВЛ 40
3.3.1 Определение годового числа грозовых отключений ВЛ 35 Ур-
жумка-тяга- Златоуст-тяга 40
3.3.2 Определение годового числа грозовых отключений КВЛ 110
Южноуральская ГРЭС с отпайками 43
3.3.2.1 Удар молнии в трос в середине пролёта и перекрытие
воздушного промежутка трос-провод 43
3.3.2.2 Прорыв молнии через тросовую защиту (т.е. поражение
провода) 45
3.3.2.3 Определение числа отключений при ударе молнии в опо
ру 46
3.4 Влияние длины линии на годовое число отключений ВЛ 35,110 кВ 49
3.4.1 Влияние длины линии на годовое число отключений ВЛ 35 кВ 49
3.4.2 Влияние длины линии на годовое число отключений ВЛ 110 кВ. 49
3.5 Влияние сопротивления R3 на годовое число грозовых отключений
ВЛ 35, 110 кВ 51
3.5.1. Влияние сопротивления R3 на годовое число грозовых отклю
чений ВЛ 35 кВ 51
3.5.2 Влияние сопротивления R3 на годовое число грозовых отключений ВЛ 110 кВ 52
Выводы по разделу 3 53
4 СОВРЕМЕННЫЕ СРЕДСТВА ГРОЗОЗАЩИТЫ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕ
РЕДАЧ 35 И 110 КВ 54
4.1 Мультикамерные разрядники нового поколения 54
4.2 Опыт эксплуатации современных средств грозозащиты 57
Выводы по разделу 4 62
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 63
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 64
ВВЕДЕНИЕ 6
1 УДАРЫ МОЛНИИ В ЛИНИИ ИИХ ПОСЛЕДСТВИЯ 8
2 ГРОЗОВЫЕ ОТКЛЮЧЕНИЯ ЛИНИИ. СТАТИСТИКА 18
2.1 Количество отключений ВЛ 35, 110 кВ в период грозы в ОАО
«МРСК Урала» 18
2.2 Число грозовых отключений ВЛ 35, 110 кВ Златоустовского РЭС 21
Выводы по разделу 2 23
3 ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧИСЛА ГРОЗОВЫХ ОТКЛЮЧЕНИЙ ЛИНИЙ 35 И 110 15
КВ 24
3.1 Методика определения числа грозовых отключений 24
3.1.1 Статические данные. Интенсивность грозовой деятельности 25
3.1.2 Удельная поражаемость объекта 26
3.1.3 Эффективная поверхность, с которой объект принимает на себя
молнии 26
3.1.4 Количество ударов молний в ВЛ за год 26
3.1.5 Параметры тока молнии 26
3.1.5.1 Амплитуда импульса 27
3.1.5.2 Крутизна импульса тока 27
3.2 Определение годового числа грозовых отключений ВЛ 27
3.2.1 Прямой удар молнии в линию без тросов 29
3.2.2 Удар молнии в линию с грозозащитным тросом 33
3.2.2.1 Удар молнии в трос в середине пролёта и перекрытие
воздушного промежутка трос-провод 35
3.2.2.2 Прорыв молнии через тросовую защиту (т.е. поражение
провода) 38
3.2.2.3 Удар молнии в опору и обратное перекрытие изоляции с
опоры на провод 38
3.3 Определение годового числа грозовых отключений ВЛ 40
3.3.1 Определение годового числа грозовых отключений ВЛ 35 Ур-
жумка-тяга- Златоуст-тяга 40
3.3.2 Определение годового числа грозовых отключений КВЛ 110
Южноуральская ГРЭС с отпайками 43
3.3.2.1 Удар молнии в трос в середине пролёта и перекрытие
воздушного промежутка трос-провод 43
3.3.2.2 Прорыв молнии через тросовую защиту (т.е. поражение
провода) 45
3.3.2.3 Определение числа отключений при ударе молнии в опо
ру 46
3.4 Влияние длины линии на годовое число отключений ВЛ 35,110 кВ 49
3.4.1 Влияние длины линии на годовое число отключений ВЛ 35 кВ 49
3.4.2 Влияние длины линии на годовое число отключений ВЛ 110 кВ. 49
3.5 Влияние сопротивления R3 на годовое число грозовых отключений
ВЛ 35, 110 кВ 51
3.5.1. Влияние сопротивления R3 на годовое число грозовых отклю
чений ВЛ 35 кВ 51
3.5.2 Влияние сопротивления R3 на годовое число грозовых отключений ВЛ 110 кВ 52
Выводы по разделу 3 53
4 СОВРЕМЕННЫЕ СРЕДСТВА ГРОЗОЗАЩИТЫ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕ
РЕДАЧ 35 И 110 КВ 54
4.1 Мультикамерные разрядники нового поколения 54
4.2 Опыт эксплуатации современных средств грозозащиты 57
Выводы по разделу 4 62
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 63
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 64
Актуальность работы. Воздушные линии 35, 110 кВ имеют большую протяжённость и поэтому подвергаются частым ударам молнии. Грозовые перенапряжения приводят к повреждениям оборудования, разрушению изоляторов, обрывам грозотроса или фазного провода. Старение изоляции приводит к выходу её из строя раньше гарантированного срока.
Бесперебойное электроснабжение потребителей - это задача первостепенной важности. В целях надёжной передачи электроэнергии необходимо, свести к минимуму отключения ВЛ связанные с ударами молний.
Традиционные методы молниезащиты при грозовой активности и реальной длине линий не обеспечивают её величиной допустимого числа грозовых отключений. Поэтому необходимо совершенствование методик расчета защиты от перенапряжений. И применения новых технических решений молниезащиты.
Цель работы - использование современных средств защиты ВЛ 35,110 кВ от атмосферных перенапряжений.
Для достижения заявленной цели были поставлены следующие задачи исследования:
Собрать статистику по грозовым отключениям воздушных линий 35, 110 кВ в ОАО «МРСК Урала» и проследить какие повреждения произошли в результате воздействия молний.
Проведение теоретических исследований влияния длины линии на годовое число отключений воздушных линий 35,110 кВ и влияние сопротивления заземления опор с помощью методики расчета определения годового числа грозовых отключений.
Учитывая международный опыт эксплуатации и недостатки традиционных средств молниезащиты воздушных линий, предложить новую систему, которая наряду с конструктивной простотой обладает высокой надёжностью и эффективностью, что позволит снизить ущерб от грозовых отключений.
Объект исследования - ВЛ 35, 110 кВ при возникновении отключений в результате воздействия молний.
Предмет исследования - устойчивость ВЛ 35 и 110 кВ к воздействию грозовых перенапряжений.
Новизна выпускной квалификационной работы заключается в развитие теории молниезащиты:
Главными факторами влияющим на грозоупорность ВЛ являеются длина линий, высота опоры, количество изоляторов в гирлянде, снижение сопротивления заземления опоры.
Произвели расчёт годового числа грозовых отключений ВЛ 35, 110 кВ при длинах линии 10-150 км.
Методика расчёта показала, что при увеличении длины ВЛ 35, 110 кВ в 15 раз её грозоуорность уменьшилась в 15 раз.
ВЛ 35, 110 кВ при длине линии 150 м отключаются примерно раз в год, а с уменьшением длины линии грозоупорность ВЛ 35 кВ выше ВЛ 110 кВ на 3 года.
ВЛ 35 кВ несмотря на отсутствие тросов реже подвергаются прямым ударам молнии из за небольшой высоты опор. А случаи грозовых перекрытий изоляции одной из фаз не вызывает отключения линий.
Произвели расчёт годового числа грозовых отключений ВЛ 35,110 кВ при сопротивлении заземления опоры от 5-45 Ом, при длине линии 20 и 70 км.
Методика расчёта показала, что резко увеличивается показатель грозоупоно- сти для ВЛ 35,110 кВ при снижении сопротивления заземления опоры ниже 10 Ом. Чем ниже сопротивление R3, тем меньше вероятность перекрытия. Значит, для ВЛ 35,110 кВ необходимо использовать дополнительные заземлители, чтобы уменьшить сопротивления заземления опоры. На ВЛ 35 кВ при R3 = 10,15 Ом показатель грозоупорности уменьшается в 2 раза 8,5; 4,5 соответственно, при дальнейшем увеличении заземления опоры показатель грозоупорности снижается незначительно.
...
Бесперебойное электроснабжение потребителей - это задача первостепенной важности. В целях надёжной передачи электроэнергии необходимо, свести к минимуму отключения ВЛ связанные с ударами молний.
Традиционные методы молниезащиты при грозовой активности и реальной длине линий не обеспечивают её величиной допустимого числа грозовых отключений. Поэтому необходимо совершенствование методик расчета защиты от перенапряжений. И применения новых технических решений молниезащиты.
Цель работы - использование современных средств защиты ВЛ 35,110 кВ от атмосферных перенапряжений.
Для достижения заявленной цели были поставлены следующие задачи исследования:
Собрать статистику по грозовым отключениям воздушных линий 35, 110 кВ в ОАО «МРСК Урала» и проследить какие повреждения произошли в результате воздействия молний.
Проведение теоретических исследований влияния длины линии на годовое число отключений воздушных линий 35,110 кВ и влияние сопротивления заземления опор с помощью методики расчета определения годового числа грозовых отключений.
Учитывая международный опыт эксплуатации и недостатки традиционных средств молниезащиты воздушных линий, предложить новую систему, которая наряду с конструктивной простотой обладает высокой надёжностью и эффективностью, что позволит снизить ущерб от грозовых отключений.
Объект исследования - ВЛ 35, 110 кВ при возникновении отключений в результате воздействия молний.
Предмет исследования - устойчивость ВЛ 35 и 110 кВ к воздействию грозовых перенапряжений.
Новизна выпускной квалификационной работы заключается в развитие теории молниезащиты:
Главными факторами влияющим на грозоупорность ВЛ являеются длина линий, высота опоры, количество изоляторов в гирлянде, снижение сопротивления заземления опоры.
Произвели расчёт годового числа грозовых отключений ВЛ 35, 110 кВ при длинах линии 10-150 км.
Методика расчёта показала, что при увеличении длины ВЛ 35, 110 кВ в 15 раз её грозоуорность уменьшилась в 15 раз.
ВЛ 35, 110 кВ при длине линии 150 м отключаются примерно раз в год, а с уменьшением длины линии грозоупорность ВЛ 35 кВ выше ВЛ 110 кВ на 3 года.
ВЛ 35 кВ несмотря на отсутствие тросов реже подвергаются прямым ударам молнии из за небольшой высоты опор. А случаи грозовых перекрытий изоляции одной из фаз не вызывает отключения линий.
Произвели расчёт годового числа грозовых отключений ВЛ 35,110 кВ при сопротивлении заземления опоры от 5-45 Ом, при длине линии 20 и 70 км.
Методика расчёта показала, что резко увеличивается показатель грозоупоно- сти для ВЛ 35,110 кВ при снижении сопротивления заземления опоры ниже 10 Ом. Чем ниже сопротивление R3, тем меньше вероятность перекрытия. Значит, для ВЛ 35,110 кВ необходимо использовать дополнительные заземлители, чтобы уменьшить сопротивления заземления опоры. На ВЛ 35 кВ при R3 = 10,15 Ом показатель грозоупорности уменьшается в 2 раза 8,5; 4,5 соответственно, при дальнейшем увеличении заземления опоры показатель грозоупорности снижается незначительно.
...
В нашей стране по-прежнему происходят отключения ВЛ 35,110 кВ от грозовых перенапряжений. Проанализировав статистику отключения линий после воздействия грозы мы выяснили, что большая часть повреждений - это повреждение изоляторов, грозотроса и обрыв фазного провода.
Для обеспечения более точного результата расчёта грозозащиты проведено теоретическое исследование влияния длины линии и сопротивления заземления опоры на годовое число отключений ВЛ 35,110 кВ при использовании традиционных мероприятий молниезащиты. В наибольшей степени на число грозовых отключений влияют высота опоры, длина линии, количество изоляторов в гирлянде, сопротивление заземления опоры.
Наибольшие грозовые перенапряжения возникают при прямом ударе молнии в линию. Для повышения грозоупорности в данной работе отдаётся предпочтение новым устройствам альтернативных технологий молниезащиты. В качестве системы защиты от грозовых перенапряжений предложен мультикамерный разрядники нового поколения ГИРМК, разработанный НПО «Стример» г. Санкт- Петербург. На Урале это новейшее оборудование ещё не применялось, есть опыт эксплуатации в Ростовском ПМЭС, МЭС Юга. Новое устройство альтернативных технологий молниезащиты изолятор-разрядник ГИРМК позволяет отказаться от грозозащитного троса. В результате получается экономия за счёт стоимости ВЛ 110 кВ. Снижается высота опор, число поражений молниями, масса опор, не требуется устройств специального заземления, и обеспечивается надёжная молниезащита.
А так же опыт применения новых систем комплексного мониторинга грозовых явлений и грозовой активности (СКМ), обеспечивающих непрерывный мониторинг и регистрацию разрядов молнии в районе ВЛ с определением их координат и измерением параметров.
Для обеспечения более точного результата расчёта грозозащиты проведено теоретическое исследование влияния длины линии и сопротивления заземления опоры на годовое число отключений ВЛ 35,110 кВ при использовании традиционных мероприятий молниезащиты. В наибольшей степени на число грозовых отключений влияют высота опоры, длина линии, количество изоляторов в гирлянде, сопротивление заземления опоры.
Наибольшие грозовые перенапряжения возникают при прямом ударе молнии в линию. Для повышения грозоупорности в данной работе отдаётся предпочтение новым устройствам альтернативных технологий молниезащиты. В качестве системы защиты от грозовых перенапряжений предложен мультикамерный разрядники нового поколения ГИРМК, разработанный НПО «Стример» г. Санкт- Петербург. На Урале это новейшее оборудование ещё не применялось, есть опыт эксплуатации в Ростовском ПМЭС, МЭС Юга. Новое устройство альтернативных технологий молниезащиты изолятор-разрядник ГИРМК позволяет отказаться от грозозащитного троса. В результате получается экономия за счёт стоимости ВЛ 110 кВ. Снижается высота опор, число поражений молниями, масса опор, не требуется устройств специального заземления, и обеспечивается надёжная молниезащита.
А так же опыт применения новых систем комплексного мониторинга грозовых явлений и грозовой активности (СКМ), обеспечивающих непрерывный мониторинг и регистрацию разрядов молнии в районе ВЛ с определением их координат и измерением параметров.
