150681 (594576), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Исследования, проведенные еще 50 лет назад, показали, что температура 70 °С, особенно для сталеалюминиевых проводов, является заниженной. Заметное снижение прочности и модуля упругости алюминиевых и сталеалюминиевых проводов начинается с температуры примерно 150 °С. Поэтому для сталеалюминиевых проводов более оправданной является максимально допустимая температура 100 °С, а для алюминиевых и медных -90 °С. На сессии СИГРЕ также рекомендовано принимать максимальную температуру сталеалюминиевого провода равной 100 °С.

Зажимы при их удовлетворительном состоянии имеют температуру существенно ниже температуры провода, если же наблюдается повышенный нагрев соединения, его надо немедленно заменять. Особенно это касается гололедных районов и линий, на которых организована плавка гололеда. Иначе может произойти отгорание провода в зажиме при токах плавки гололеда, плавка не состоится и линия может быть разрушена. Диагностика слабых мест на ВЛ может производиться с помощью тепловизора. Наиболее эффективно выполнять диагностику при проведении пробной плавки гололеда на ВЛ перед гололедным периодом. Это мероприятие важно не только для зимнего периода, но и для обеспечения нормальной работы ВЛ в период максимальной температуры воздуха.

Для расчета допустимой температуры провода, исходя из условия нарушения допустимых габаритов, разработан алгоритм, позволяющий рассчитывать стрелы провеса и напряжение в проводе при различных погодных условиях, в том числе для линий, проходящих в горной местности с разной высотой подвеса провода. По ГОСТ 839-80 определяется нагрузка от собственного веса провода Р_р кг. Механическое напряжение в проводе при заданных условиях определяется для анкерного пролета с разными длинами пролетов в пересеченной местности, исходя из уравнения состояния провода по уравнению:

(1.4)

где - площадь поперечного сечения провода, мм²; а - механическое напряжение в проводе, кг/мм²; о , Р , Ф - расчетные параметры; "б- - измеренная или заранее рассчитанная температура провода, °С; о^ - коэффициент температурного расширения, 1/К; / - приведенная длина анкерного пролета, м; Р - приведенный коэффициент упругого удлинения провода.

Для определения расчетных параметров должны использоваться паспортные данные линии. Если есть опасение, что в проводе произошла остаточная деформация в результате действия нагрузок, выше нормативных, или старения, необходимо или менять провод, или пересматривать допустимую нагрузку на него с учетом замеров реальных стрел провеса.

Зная стрелу провеса и высоту подвеса провода, можно определить габарит и допустимость работы ВЛ в заданном режиме.

Необходимо обратить внимание, что расчеты производятся для провода с токовой нагрузкой. В уравнение (4) в отличие от существующих методик расчета механического напряжения в проводе и допустимой температуры подставляется предварительно рассчитанная или измеренная температура провода, а не температура воздуха.

Описанный алгоритм позволяет рассчитывать габарит, стрелу провеса, механическое напряжение в проводе при заданной токовой нагрузке и различных погодных условиях, в том числе при гололедно-ветровых нагрузках. Используя уравнения (1.1) и (1.4), численными методами можно решить и обратную задачу расчета температуры и токовой нагрузки при условии сохранения допустимого габарита.

Третья задача - управление энергосистемой с целью недопущения перегруза линий.

По мнению авторов, чтобы более четко регламентировать действия линейного и оперативного персонала при возникновении опасности перегруза линий, необходимо различать следующие режимы: нормальный, утяжеленный и аварийный по токовой перегрузке.

Нормальным режимом в данном случае является режим, при котором температура провода не превышает длительно допустимой температуры 70 °С и допустимой температуры по условию сохранения габаритов.

Утяжеленным режимом является режим, при котором температура провода выше 70 °С, но ниже максимально допустимой температуры 100 °С (90 °С) по условиям механической прочности и допустимой температуры по условию сохранения габаритов. В этом режиме токовые нагрузки превышают экономическую плотность тока, поэтому он характеризуется пониженным уровнем напряжений и увеличенными потерями. Хотя режим может быть довольно длительным, персонал должен предпринимать действия по разгрузке линии, по возможности используя режимные мероприятия, не связанные с ограничением нагрузки потребителей, и, если это необходимо, вводить режим ограничения.

Аварийный режим по токовой перегрузке определяется условием: температура провода превышает 100 °С (90 °С) или допустимую по условию сохранения габаритов или гололедная нагрузка превышает допустимую. В этом случае необходимо выполнить автоматическое отключение нагрузки устройствами САОН или организовать мероприятия по борьбе с гололедом. Температура провода ни в коем случае не должна превысить 130 °С. Устройства защиты от перегрузки могут выполняться многоступенчатыми с одной уставкой по току и несколькими уставками по времени, что позволяет отключить столько нагрузки, сколько необходимо в заданном режиме. Уставка по току может быть заранее рассчитана при отсутствии ветра и при максимальной температуре воздуха, а может изменяться динамически при изменении погодных условий, для чего необходимо наличие датчиков температуры воздуха и скорости ветра.

При расчете уставок по времени необходимо учитывать динамику изменения температуры провода при различных возможных перегрузках. Нами разработан алгоритм расчета изменения температуры провода и стрелы провеса во времени. Для этого уравнение (1) записывается в дифференциальной форме, и расчет ведется методами численного интегрирования.

Защита от токовой перегрузки ВЛ не требует особого быстродействия автоматики, так как нагрев провода - процесс довольно длительный. На рисунке представлены расчетные кривые изменения температуры провода АС-120 при различных нагрузках. При скорости ветра 0,6 м/с, температуре воздуха +25 °С и токе /, превышающем длительно допустимый 367 А в 1,57 раза, продолжительность нагрева провода от длительно допустимой температуры провода 70 °С до аварийно допустимой температуры 100 °С составляет примерно 4 мин; при двойной перегрузке 738 А - примерно 1,5 мин. При увеличении скорости ветра увеличивается максимально допустимый ток и скорость нагрева увеличивается.

Расчет произведен по разработанной и прошедшей апробацию программе «Мониторинг ВЛ». Программа позволяет рассчитывать допустимую токовую нагрузку и температуру провода при различных погодных условиях, в том числе, с учетом солнечной радиации, стрел провеса и механического напряжения в проводе с учетом реальной температуры провода с токовой нагрузкой на ВЛ, проходящих, в том числе, по пересеченной и горной местности. Программа позволяет рассчитывать изменение температуры провода и стрел провеса в динамике и тем самым определять допустимую продолжительность работы ВЛ при возникновении перегрузки проводов. Программа может использоваться для расчета времени плавки гололеда в повторно-кратковременных режимах токами, значительно превышающими допустимые. При этом следует учитывать, что при значительных гололедных нагрузках использование повторно-кратковременных режимов опасно. При резких сбросах нагрузки может произойти разрушение линии от динамических воздействий.

Методика основана на исследованиях ВНИИЭ, ЦНИЭЛ, МЭИ, НПИ, РИИЖТ, проводившихся с 1947 г. по настоящее время. Программа проходила испытания в 1998-2002 гг. при проведении пробных плавок в МЭС Юга на ВЛ 330-500 кВ, отходящих от ПС «Буденновск» и ПС «Машук». При проведении пробных плавок проводились измерения токовой нагрузки и температуры провода с помощью тепловизора в различные моменты времени. Результаты испытаний показали хорошее совпадение расчетных и измеренных параметров. Результаты расчетов по программе хорошо согласуются с существующими справочными данными и методическими указаниями по определению допустимой токовой нагрузки.

Программа использовалась Кубанским РДУ при определении допустимой токовой нагрузки и введении ограничений по мощности и получила хорошую оценку. 26 августа при температуре воздуха 37 °С аварийно отключилась ВЛ 220 кВ «Краснодарская ТЭЦ-Восточная-Кирилловская», что вызвало перегруз оставшейся ВЛ 220 кВ «Афипская-Крымская» (ток по линии составил 660 А при допустимом токе, рассчитанном по программе «Мониторинг ВЛ», равном при этих условиях 585 А). Кубанское РДУ, используя программу, произвело отключение нагрузки.

1.Повышение нагрузочной способности воздушных линий с целью сокращения ограничения потребления электроэнергии возможно на основе:

• контроля температуры провода;

• определения допустимой температуры провода и допустимых гололедно-ветровых нагрузок;

• управления режимом сети с учетом возможности перегрузки ВЛ при заданных условиях.

1. Для непрерывного контроля температуры провода необходимо использование специальных датчиков с передачей информации диспетчеру. Косвенный контроль температуры осуществляется по разработанному нами алгоритму с использованием информации о метеорологических параметрах в контрольных точках.

2. Допустимую температуру провода по условию механической прочности для сталеалюминие-вых проводов рекомендуется принимать равной 100 °С. Допустимая температура по условию сохранения допустимых габаритов ВЛ должна рассчитываться с учетом реальной токовой нагрузки ВЛ и климатических параметров.

3. Необходимо различать нормальный, утяжеленный и аварийный режим по токовой перегрузке ВЛ. В аварийном режиме необходимо выполнять автоматическое отключение части нагрузки устройствами САОН.

4. Разработана программа «Мониторинг ВЛ», позволяющая оперативно решать весь комплекс вопросов, связанных с расчетом нагрузочной способности воздушных линий электропередачи по температуре и гололедно-ветровым нагрузкам.

2. АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

2.1 Характеристика электрифицируемого района

Районная электрическая сеть будет расположена в Брянской области. Брянская область расположена в центральной части Восточно-Европейской равнины в западной части Русской равнины, занимая среднюю часть бассейна Десны и лесистый водораздел между нею и Окой (на водоразделе двух крупных речных систем – Днепровской и Волжской).

Крайние точки: северная 54° с. ш., южная 52° 10’ с. ш., западная 31° 10’ в. д., восточная 35° 20’ в. д. Площадь области 34,9 тыс.кв.м. Протяженность с запада на восток 270 км, с севера на юг - 190 км. Население 1361,1 тыс.человек, в том числе городское - 930,7 тыс., сельское - 430,4 тыс.человек. Плотность населения - 39 человека на 1 кв.км.

Климат умеренно континентальный. Зима относительно мягкая и снежная, лето теплое. Средняя температура января - -7-9 градусов по Цельсию, июля - 18-19 градусов. Среднегодовое количество осадков 560-600 мм.

На территории области преобладают всхолмленные и волнистые равнины. Средняя высота поверхности над уровнем моря около 200 метров. Возвышенности занимают 61%, низменности - 39% площади области.

Относительная влажность воздуха в среднем за год изменяется по области от 79 до 85% . Среднемесячные значения ветра составляют в тёплый период - 3-4 м/с, в холодный - 4-5 м/с. Из опасных метеорологических явлений на территории области наиболее часты гололёд и грозы. Дней с гололёдом по области в среднем за год бывает от 19 до 29, с сильной грозой - 1 -2 дня за лето. Число часов грозовой активности -от 49 до 69 в год.

2.2 Характеристика потребителей

К источнику питания подключено пять пунктов потребителей, в состав которых входят потребители I, II, III категорий (таблица 1.1.)

Таблица 1.1.

Для всех пунктов летняя нагрузка составляет 55 % от зимней.

2.3 Характеристика источника питания

В качестве ИП выступает конденсационная электрическая станция (КЭС).

Напряжение на шинах ИП при наибольших нагрузках 106 %;

Характеристики

Список файлов ВКР