ОМП НА ЛИНИЯХ 110-220 кВ

ВВЕДЕНИЕ

Нарушение нормального режима работы электроэнергетических систем, как правило, происходят из-за повреждения её элементов, в частности, линий электропередачи (ЛЭП). Причинами повреждений ЛЭП являются воздействия природных и технических факторов. К природным факторам относятся ветер, гололед, перепад температур, атмосферные перенапряжения, к техническим – короткие замыкания (КЗ), внутренние перенапряжения, нарушения правил технической эксплуатации, однофазные и многофазные замыкания, обрывы проводов и другие повреждения и т.п.

Повреждение ЛЭП приводит к нарушению электроснабжения, снижению качества и повышению потерь электрической энергии. Принимая во внимание качественный состав потребителей электроэнергии, где компьютерные технологии занимают главное место, ущерб от недоотпуска и снижения качества электрической энергии оказывается значительным. Это объясняется тем, что компьютерная техника чувствительна к сбоям электроснабжения и низкому качеству электрической энергии, что является причиной сбоев беспрерывных технологических циклов, потери информации, порчи программных продуктов и т.п. Следует также заметить, что повышение потерь электроэнергии приводит к росту затрат на транспортировку электрической энергии. С учетом ограниченного количества энергоресурсов эти затраты также оказываются значительными.

Для восстановления нормального режима работы электроэнергетических систем, сокращения ущерба и затрат необходимо быстро и точно определять места повреждений ЛЭП. Вопросу определения места повреждения (ОМП) посвящено большое количество работ как отечественных, так и зарубежных ученых. Основной вклад в теорию и практику ОМП ЛЭП внесли А.И. Айзенфельд, Г.М. Шалыт, Е.А. Аржанников, А.-С.С. Саухатас, Ю.А. Лямец и др.

Технические средства для определения места повреждения (ОМП) широко используются при эксплуатации ВЛ всех классов напряжений. В зависимости от класса напряжения средства ОМП можно разделить на два вида: средства ОМП в сетях с большими токами замыкания на землю (110-220 кВ) и средства ОМП в сетях с малыми токами замыкания на землю (6...35 кВ).

Теоретические основы определения места повреждения линий электропередачи

Повреждение линий электропередачи приводит к нарушению нормального режима работы электроэнергетических систем и, как следствие, к нарушению нормального электроснабжения потребителей, снижению качества электрической энергии и повышению потерь электроэнергии в сети. Для восстановления нормального режима работы необходимо как можно быстрее восстановить поврежденную линию. Основную часть времени восстановления поврежденной линии занимает процесс определения места повреждения. Исходя из этого, решение задачи ОМП должно быть одновременно быстрым и точным.

Виды и характер повреждений

Разнообразие видов и характера повреждений, а также структуры и условий работы электрических сетей привело к большому разнообразию методов ОМП, которые можно разделить на две большие группы – дистанционные и топографические [1]. Дистанционные методы ОМП заключаются в измерении расстояния до места повреждения от конца или концов линии. Эта группа методов, с одной стороны, удовлетворяет требованию быстроты ОМП, но с другой – обладает ограниченной точностью. Топографические методы ОМП заключаются в определении места повреждения на трассе линии электропередачи, т.е. топографической точки расположения места повреждения. Данная группа методов обладает высокой точностью, но требует большого количество времени.

Для выполнения требований по быстроте и точности ОМП целесообразно применение двух методов ОМП – дистанционного и топографического. Сначала с помощью дистанционного метода ОМП определяют зону, в которой находится место повреждения, а затем, используя топографический метод, устанавливается точное место повреждения.

На рис.1.1 приведена классификация методов ОМП. .

Рис. 1.1 – Классификация методов ОМП

ОМП НА ЛИНИЯХ 110-220 кВ

Линии электрических сетей с большими токами замыкания на землю характеризуются достаточно большой протяженностью. Методы и средства ОМП здесь основаны на измерении и запоминании параметров аварийного режима (токов и напряжений прямой, обратной и нулевой последовательности) и вычислении расстояния до мест повреждения. В таких сетях используются, как правило, двусторонние методы, основанные на фиксации токов и напряжений по концам ВЛ.

Для измерения и запоминания токов и напряжений используются полупроводниковые и микропроцессорные фиксирующие приборы. По сравнению с полупроводниковыми, микропроцессорные фиксирующие приборы позволяют реализовать более сложные алгоритмы ОМП, более приспособлены к перепрограммированию при изменении параметров сети, более точные. Опыт эксплуатации микропроцессорных приборов ОМП показал, что погрешность определения расстояния до места повреждения не превышает 5 %.

При повреждении на контролируемой линии средства ОМП осуществляют в темпе процесса лишь функции измерения и запоминания токов и напряжений аварийного режима. Обработка результатов измерения выполняется уже после отключения линии релейной защитой.

Рис. 1.1. Напряжения и токи в линии в момент повреждения

Пусть в некоторой точке линии, соединяющей подстанции 1 и 2, (рис. 1.1), происходит повреждение, например однофазное короткое замыкание. Индикаторы, установленные по концам линии, фиксируют в аварийном режиме токи и напряжения.