Изоляция высоковольтных линий электропередач (стр. 3 из 4)
Волновое сопротивление коронирующего провода определяется по формуле:
Вычислим уровень грозоупорности ВЛ [3, с. 21]:
Вероятность перекрытия изоляции определяется из выражения [3, с. 21]:
.Число перекрытий изоляции[3, с. 20]:
Вероятность перехода импульсного перекрытия в силовую дугу вычисляется по формуле:
принимаем
.Число отключений линии:
3.2 Определение числа отключений при ударе молнии в опору
Для линий с грозозащитными тросами существенное значение имеет вероятность обратного перекрытия изоляции при ударе молнии в опору.
Вероятность попадания молнии в опору или в трос вблизи опоры[3, с. 22]:
Вероятность обратного перекрытия [3, с. 23]:
где
– импульсная прочность гирлянды при положительной полярности;q и p –коэффициенты, зависящие от конструкции опоры.
По справочным данным [3, с. 23]:
p = 0,82 q = 23,2
Число отключений вследствие обратных перекрытий:
3.3 Определение числа отключений при обратных перекрытиях с троса на провод
Опыт эксплуатации показал, что число перекрытий изоляции на опоре при ударе молнии в трос в середине пролета на два-три порядка меньше, чем в случае попадания молнии в опору, а вероятность пробоя с троса на провод также пренебрежительно мала, если расстояние «трос-провод» на вертикали составляет не менее 2% от длины пролета.
следовательно:
Число грозовых отключений в год:
4. Расчет коммутационных перенапряжений при повторном включении линии в цикле АПВ
4.1 Расчет установившихся режимов одностороннее включение ВЛ.
Режим одностороннего питания возникает при плановом включении линии. В этом случае необходимо проверить возможность синхронизации электропередачи. При синхронизации – процессе, длительность которого может составить секунды и минуты, - напряжение на изоляции не должно превышать Umax синхр, что составляет 1,1Uф – для Uном = 750 кВ.
Для снижения уровня напряжения на линии в режиме синхронизации можно подключить к ней в этом режиме дополнительные шунтирующие реакторы.
Суммарная мощность и количество реакторов выбираются по условию обеспечения допустимого уровня напряжения в режиме передачи минимальной мощности по линии.
Располагаемую мощность реакторов выбираем исходя из требования компенсации определенной доли реактивной емкостной мощности, генерируемой ВЛ в этом режиме. Необходимая степень компенсации Kр = 0,7 для ВЛ 750 кВ.
Суммарная реактивная мощность, генерируемая линией, может быть определена по формуле [3, с. 26]:
При этом требуемая мощность реакторов определяется как:
Единичная мощность реактора для ВЛ 750 кВ составляет 300 Мвар, требуемое количество реакторов:
принимаем количество реакторов равным 4, устанавливаем по 2 реактора с каждой стороны линии. Расчетная схема электропередачи приведена на рис. 4.
Вычислим сопротивление реактора:
Вычислим вынужденную составляющую при включении линии со стороны системы 1:
Рис. 4 расчетная схема электропередачи.
Вычислим вынужденную составляющую при включении линии со стороны системы 2:
Исходя из расчетов делаем вывод, что включать линию можно только со стороны системы 1, так как только в этом случае напряжение на изоляции не превышает Umax синхр.
В максимальном режиме работы электропередачи для поддержания уровня напряжения на ней оставляют включенными примерно 50% имеющихся реакторов. Определим вынужденную составляющую этого режима для системы 1:
Выполним тот же расчет для системы 2:
Рекомендации по включении линии для максимального режима аналогичны, рекомендациям для включения лини на холостой ход – включение возможно только со стороны системы 1.
4.2 Определение закона распределения максимальных перенапряжений при включении ВЛ и выбор мер ограничения перенапряжений.
Перенапряжения, возникающие при включении линии в цикле АПВ, являются случайными величинами, зависящими от двух случайных факторов: угла включения ЭДС
и остаточного напряжения на линии U0. Примем для упрощения эти две случайные величины независимыми.Для определения математического максимальных перенапряжений достаточно рассчитать перенапряжения в схеме, приведенной на рис. 4, при нулевом начальном напряжении на линии и при угле включения ЭДС, равном
. При этом ВЛ будем включать со стороны системы 1, причины этого оговорены выше.Для проведения расчетов используем специально разработанную программу. Параметры ОПН:
; 
Результаты, полученные при отсутствии средств ограничения напряжения:
U1max = 1113 кВ; U2max = 1470 кВ; U3max = 1730 кВ.
Разрядное напряжение гирлянд изоляторов при воздействии коммутационных импульсов под дождем [3, с. 10]: U50% = 1975 кВ, коммутационные импульсы меньше U50%, однако в конце линии наблюдается напряжение очень близкое к U50%, что может вызвать большую вероятность перекрытия изоляции. В качестве ограничителя перенапряжений будем использовать ОПН.
Результаты, полученные при наличии ОПН: U1max = 1109 кВ; U2max = 1320 кВ; U3max = 1141 кВ.
Из расчетных данных видно, что уровень перенапряжения в середине и конце ВЛ существенно уменьшился.
Рис. 5 Осциллограмма изменения напряжения при отсутствии мер защиты от перенапряжений
4.3 Определение вероятности перекрытия изоляции воздушной линии при включении в цикле АПВ.
При осуществлении единичной коммутации включения лини в цикле АПВ перенапряжениям подвергается большое число изоляционных промежутков на всех опорах включаемой линии. Поскольку определение перенапряжений при расчетах на ЭВМ производилось лишь в трех точках линии, заменим расчетную кривую распределения максимальных перенапряжений ступенчатой кривой. Будем считать, что на каждом из участков к изоляционным промежуткам прикладывается одинаковое напряжение.