Диссертация (1144140), страница 9
Текст из файла (страница 9)
По методике ФСК требуемый ток плавки Iпл_треб,необходимый для удаления гололеда с проводов или тросов в течениезаданного временного периода рассчитывается из следующего уравнения [1]:2I пл_требRtqвqизQ1 Q2 Q3 ,(75)где Rt – сопротивление обогреваемого провода или троса (Ом); Δτ –длительность процедуры плавки (с); qв – мощность, отводимая за счетконвекции в воздухе (Вт/м); qиз – мощность, отводимая за счет излучения,(Вт/м); Q1 – тепло, затрачиваемое на нагрев проводника (Дж/м); Q2 – тепло,затрачиваемое на нагрев льда (Дж/м); Q3 – тепло, затрачиваемое на плавлениельда (Дж/м).В методике ФСК не учитываются высшие гармоники в составе токаплавки.Выделивизполученнойкривойтокаплавкипостояннуюсоставляющую и высшие гармоники, уравнение теплового баланса приметследующий вид:NI k2 RktqвqизQ1 Q2 Q3 ,(76)k 1104где Ik – ток k-ой гармоники (А); Rkt – эквивалентное сопротивлениеобогреваемого провода или троса для k-ой гармоники (Ом).Оценим тепловыделение в проводе в отсутствие наведенной ЭДС вконтуре плавки.
АЧХ тока плавки изображена на рисунке 75. Величинанулевой гармоники составила 169,0 А. Ее тепловыделение составит:Pпост2I постR 169,02 11,98 343,2 кВт.(77)Тепловыделение от высших гармоник:NPгармI k2 Rkt316,9 кВт.(78)k 1Суммарное тепловыделение:PPпост Pгарм 343,2 316,9 660,1 кВт.(79)Таким образом, учет наведенной ЭДС в контуре плавки привел куточнению величины тепловыделения на 2,9 %.Рисунок 75 – АЧХ тока в тросе без учета наведенной ЭДС при схеме плавки«ГТ – земля»105Пример 2.
Моделирование работы выпрямителя при использованиисхемы плавки «ГТ1 – 2».Рассмотрим работу выпрямителя при плавке гололеда на двух ГТ,соединенных по схеме «ГТ1 – 2». Величины наведенных ЭДС в тросах заданысогласно таблице 39. Кривая тока плавки изображена на рисунке 76. АЧХ токаплавки приведена на рисунке. Величины расчетного тепловыделения приналичии и отсутствии наведенной ЭДС в контуре плавки приведены втаблице 41. Как видно из таблицы, тепловыделение при наличии и отсутствииЭДС оказывается одинаковым. Это объяснятся тем, что ГТ1 и ГТ2геометрически слабо разнесены, и наведенная ЭДС в каждом из них почтиодинаковая.
При включении тросов в контур плавки наведенные ЭДСкомпенсируют друг друга.Рисунок 76 – Кривая тока в схеме плавки «ГТ1 – 2»106Таблица 41 – Тепловыделение в ГТ при схеме плавки «ГТ1 – 2»ПоказательE≠0E=0Iмакс, А217,5216,3I, А164,9167,9Pпост, кВт286,3286,3Pгарм, кВт150,9150,9P , кВт437,2437,2Рисунок 77 – АЧХ тока в тросах с учетом наведенной ЭДС при схеме плавки«ГТ1 – 2»Пример 3. Моделирование работы выпрямителя при использованиисхемы плавки «ГТ1,2 – земля».Рассмотрим работу выпрямителя при плавке гололеда на двух ГТ,соединенных по схеме «ГТ1,2 – земля». Величины наведенных ЭДС в тросахзаданы согласно таблице 39.
Кривые тока плавки в ГТ1 и ГТ2 изображеныприведены на рисунке 78. АЧХ тока плавки в ГТ1 и ГТ2 приведены на107рисунке 79. Величины расчетного тепловыделения при наличии и отсутствиинаведенной ЭДС в контуре плавки приведены в таблице 42.Рисунок 78 – Кривые тока в схеме «ГТ1,2 – земля» при наличии в контуренаведенной ЭДСТаблица 42 – Тепловыделение в ГТ при схеме плавки «ГТ1,2 – земля»ПроводникГТ1ГТ2ПоказательE≠0E=0Iмакс, А237,4210,1I, А158,8156,2Pпост, кВт250,8243,2Pгарм, кВт175,8167,3P , кВт426,6410,5Iмакс, А236,3210,1I, А158,7156,2Pпост, кВт250,8243.2Pгарм, кВт174,7167,3P , кВт425,5410,5108Рисунок 79 – АЧХ тока в тросах с учетом наведенной ЭДС при схеме плавки«ГТ1,2 – земля»Как видно из таблицы, при наличии наведенной ЭДС в контуре плавкинаблюдается несимметричный нагрев тросов, которым, впрочем, можнопренебречь,посколькуразницамеждузначениямисуммарноготепловыделения составляет менее процента.Пример 4. Моделирование работы выпрямителя при использованиисхемы плавки «ГТ – три фазы».Рассмотрим работу выпрямителя, подключенного к схеме плавки «ГТ –три фазы».
Величины наведенных ЭДС в тросе и проводах заданы согласнотаблице 39. Кривая тока плавки в ГТ изображена на рисунке 80. Кривые токовв фазных проводах изображены на рисунке 81. АЧХ тока плавки приведена нарисунке 82. Величины расчетного тепловыделения при наличии и отсутствиинаведенной ЭДС в контуре плавки приведены в таблице 43.109Таблица 43 – Тепловыделение в ГТ и проводах при схеме плавки «ГТ – трифазы»ПроводникГТ2Ф1Ф2Ф3ПоказательE≠0E=0Iмакс, А235,4234,7I, А166,1166,1Pпост, кВт256,5256,5Pгарм, кВт310,6310,6P , кВт567,1567,1Iмакс, А87,684,9I, А58,458,3Pпост, кВт4,04,0Pгарм, кВт1,91,9P , кВт5,95,9Iмакс, А80,9974,2I, А53,9953,8Pпост, кВт4,04,0Pгарм, кВт1,00,9P , кВт5,04,9Iмакс, А80,075,6I, А54,454,3Pпост, кВт4,04,0Pгарм, кВт1,01,0P , кВт5,05,0110Рисунок 80 – Кривая тока в тросе с учетом наведенной ЭДС при схемеподключения «ГТ– три фазы»Рисунок 81 – Токи в фазных проводах с учетом наведенной ЭДС при схемеподключения «ГТ – три фазы»111Рисунок 82 – АЧХ тока в тросе с учетом наведенной ЭДС при схеме плавки«ГТ – три фазы»Пример 5.
Моделирование работы выпрямителя при использованиисхемы плавки «ГТ1,2 – три фазы».Рассмотрим работу выпрямителя, подключенного к схеме плавки«ГТ1,2 – земля». Величины наведенных ЭДС в тросах и проводах заданысогласно таблице 39. Кривые тока плавки в ГТ изображены на рисунке 83.Кривые токов в фазных проводах изображены на рисунке 84. АЧХ токовплавки приведены на рисунках 85.
Величины расчетного тепловыделения приналичии и отсутствии наведенной ЭДС в контуре плавки приведены втаблице 44.112Таблица 44 – Тепловыделение в ГТ и проводах при схеме плавки«ГТ1,2 – земля»ПроводникГТ1ГТ2Ф1Ф2Ф3ПоказательE≠0E=0Iмакс, А221,2219,8I, А164,9164,9Pпост, кВт274,7274,7Pгарм, кВт167,6167,6P , кВт442,3442,3Iмакс, А222,0220.9I, А165,2165,2Pпост, кВт274,7274,8Pгарм, кВт173,2173,2P , кВт447,9448,0Iмакс, А157,1155,4I, А113,1113,1Pпост, кВт17,217,2Pгарм, кВт3,83,8P , кВт21,021,0Iмакс, А148,4140,9I, А108,2109,1Pпост, кВт17,217,2Pгарм, кВт2,12,0P , кВт19,319,2Iмакс, А148,5144,4I, А109,2109,2Pпост, кВт17,217,2Pгарм, кВт2,42,4P , кВт19,619,6113Рисунок 83 – Кривые тока в тросах с учетом наведенной ЭДС при схемеподключения «ГТ1,2 – три фазы»Рисунок 84 – Токи в фазных проводах с учетом наведенной ЭДС при схемеподключения «ГТ1,2 – три фазы»114Рисунок 85 – АЧХ тока в тросах с учетом наведенной ЭДС при схеме плавки«ГТ1,2 – три фазы»4.3 Выводы по главе1Рассчитан ток плавки при различных схемах подключения ГТ ипроводов к выпрямителю.
Учтены полные схем замещения ЗУ, ГТ, внешние ивзаимные индуктивности контура плавки, а также наведенные ЭДС от токов впроводах ВЛ.2Показано существенное отличие получаемой характеристики токаплавки при использовании резистивных схем замещения ЗУ и ГТ.3Произведена оценка тепловыделения от тока плавки. Показано, чтовысшие гармоники вносят существенный вклад в общее тепловыделение.4Наведенная ЭДС в контуре плавки вносит слабое (до 3 %) влияниена общее тепловыделение.115ЗаключениеОледенение проводов и тросов представляет большую угрозу длястабильной работы ЭЭС. Анализ современного состояния вопроса показал,чтосуществующиеметодикирасчетатокаплавкинеучитываютгармонический состав тока плавки.
В работе создана и апробирована модельвсего контура плавки, учитывающая ЧХ ГТ, проводов ВЛ и ЗУ. Модель такжевключает выпрямитель, создающий ток плавки и являющийся возможнымисточником гармоник. Произведена оценка тепловыделения от тока плавки.Показано, что для режимов прерывистого тока высшие гармоники вносятсущественный (до 90% от теплового действия постоянной составляющей)вклад в общее тепловыделение.
Показано существенное отличие тока плавкипри использовании резистивных схем замещения и схем, учитывающихчастотные свойства ЗУ и ГТ.Разработан экспресс-метод определения схемы замещения ЗУ по егоэкспериментально определенным характеристикам. Метод реализован в видепрограммы, написанной на языке Matlab, дающей возможность получатьсхему замещения ЗУ в реальном масштабе времени. Метод ориентирован насовместноеиспользованиесприборамиконтроляэлектромагнитныххарактеристик ЗУ опор ВЛ и распределительных устройств.
Разработанныйкомплекс типовых схем замещения и программы по решению задачипараметрического синтеза позволяет получать в реальном масштабе временисхемы замещения на основании ЧХ в диапазоне до 2,5 МГц. Благодаря этомуметод может быть использован и для выработки мер для повышениягрозоупорности ВЛ. Метод также может применяться для мониторингасостояния ЗУ, определения необходимости его ремонта (восстановления),прогнозирования сроков работы.Устройства,располагаютсясоздающиевзонетокработыплавки,ВЛ,вбольшинствеявляющихсяслучаевисточникамиэлектромагнитного излучения. В работе оценены напряжения, наводимые в116контуре плавки и способные повлиять на процедуру плавки гололеда и работувыпрямительного устройства для большого количество вариантов взаимногорасположения ВЛ и контура плавки. Полученные оценки наведенныхнапряжений являются «оценками сверху».
При этом показано, что наведеннаяЭДС в контуре плавки вносит слабое (до 3 %) влияние на общеетепловыделение, однако напряжение на выпрямителе, обусловленноенаведенной ЭДС, может достигать нескольких сотен вольт.В целом, в работе создана методика расчета тока плавки гололеда напроводах и ГТ ВЛ, учитывающая все основные влияющие на этот процессфакторы.117Список сокращений и условных обозначенийАЧХ – амплитудно-частотная характеристика;ВЛ – воздушная линия;ГА – генетический алгоритм;ГТ – грозозащитный трос;ЗУ – заземляющее устройство;КЗ – короткое замыкание;ЧХ – частотная характеристика;ЭЭС – электроэнергетическая система.118Список литературы1.
ОАО "ФСК ЕЭС". СТО 56947007-29.060.50.122-2012. Руководство порасчету режимов плавки гололеда на грозозащитном тросе совстроенным оптическим кабелем (ОКГТ) и пременению распределенногоконтроля температуры ОКГТ в режиме плавки. ОАО "ФСК ЕЭС", 2012.2. ГлавНИИПроект. РД 34.20.511 (МУ 34-70-028-82). Методическиеуказания по плавке гололеда постоянным током. М.: Союзтехэнерго,1983.3. ГОСТ 839-80. Провода неизолированные для воздушных линийэлектропередачи.
Технические условия. Москва: Издательствостандартов, 1998.4. РАО "ЕЭС России". РД 153-34.0-20.527-98. Руководящие указания порасчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования.Москва: Издательство НЦ ЭНАС, 2002.5. Правила устройства электроустановок. Все лействубщие разделы ПУЭ-6и ПУЭ-7. Новосибирск: Сиб. унив. изд., 2009. 853 с.6.
ОАО "ФСК ЕЭС". СТО 56947007-29.060.50.015-2008. Грозозащитныетросы для воздушных линий электропередачи 35-750 кВ. ОАО "ФСКЕЭС", 2008.7. РАО "ЕЭС России". РД 153-34.0-20.525-00. Методические указания поконтролю состояния заземляющих устройств электроустановок. Москва:Служба передового опыта ОРГРЭС, 2000.8. ОАО "ФСК ЕЭС". СТО 56947007-29.130.15.105-2011. Методическиеуказания по контролю состояния заземляющих устройствэлектроустановок. ОАО "ФСК ЕЭС", 2011.9. РАО "ЕЭС России". РД 34.45-51.300-97.
Объем и нормы испытанийэлектрооборудования. Москва: Издательство НЦ ЭНАС, 2001.10. Адамьян Ю.Э., Бочаров Ю.Н., Кривошеев С.И., Колодкин И.С.,Коровкин Н.В., Кулигин П.И., Монастырский А.Е., Титков В.В.Зависимость уровня перенапряжений ОПН разных классов напряженияот параметров заземляющих устройств.
Эксперимент и моделирование //Труды Кольского научного центра РАН. 2016. pp. 29-38.11. Ефимов Б.В., Халилов Ф.Х., Новикова А.Н., Гумерова Н.И., НевретдиновЮ.М. Актуальные проблемы защиты высоковольтного оборудованияподстанций от грозовых волн, набегающих с воздушных линий // ТрудыКольского научного центра РАН. 2012. С. 7-25.12. Netreba K., Korovkin N., Vinogradov S., Goncharov V., Hayakawa M., RepinA., Shershnev A., Silin N. Estimation of Induced EMF Value in Ground Wire119During Ice-Melting Procedure // IEEE International Symposium onElectromagnetic Compatibility. Tokyo.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
