РД -89 Методичні вказівки щодо визначення місць ушкодження повітряних ліній напругою 110 кВ та

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ З ВИЗНАЧЕННЯ МІСЦЬ ПОШКОДЖЕННЯ ПОВІТРЯНИХ ЛІНІЙ НАПРУЖУВАННЯМ 110 кВ І ВИЩЕ З ДОПОМОГЮ ФІКСУЮЧИХ ПРИЛАДІВ

РОЗРОБЛЕНО Виробничим об'єднанням з налагодження, вдосконалення технології та експлуатації електростанцій та мереж "Союзтехенерго" ВИКОНАВЕЦЬ А.І.Айзенфельд (електричний цех) ЗАТВЕРДЖЕНО Головним науково-технічним управлінням енергетики та електрифікації 27.12.88 р. Заступник начальника К.М.Антипов

1. КЛАСИФІКАЦІЯ МЕТОДІВ ВИЗНАЧЕННЯ МІСЦЬ ПОШКОДЖЕННЯ ВЛ

Існуючі методи ЗМЗ за параметрами аварійного режиму з урахуванням різних ознак поділяються на: методи на основі двосторонніх (багатосторонніх) та односторонніх вимірювань параметрів; методи на основі вимірювань симетричних складових струмів та напруг та їх поєднань. Класифікація методів ЗМЗ показано на рис.1.1.

Рис.1.1. Класифікація методів ЗМЗ

Визначення місць ушкодження з урахуванням двосторонніх вимірів виконується розрахунковим шляхом чи графічно. Розрахунок проводиться вручну з використанням найпростіших обчислювальних засобів або на основі ЕОМ. У разі застосовуються спеціальні чи універсальні програми. Можливе визначення місць КЗ за допомогою таблиць, складених на основі попередньо виконаних розрахунків для окремих ПЛ. При односторонньому вимірі параметрів найбільш ефективним є використання фіксуючих омметрів, показання яких відповідають відстані до місця КЗ. Вони вимірюють відстань за всіх видів КЗ в кілометрах. Використання односторонніх вимірювань струму (напруги) можливе як додатковий метод на лініях з двостороннім живленням за відсутності даних вимірюваньна одному з кінців, а також на тупикових ПЛ за відсутності фіксуючих омметрів. В енергосистемах широко застосовуються методи ЗМЗ з використанням складових струму та напруги нульової послідовності. Рідше використовуються струми та напруги зворотної послідовності. Широке поширення методів з використанням параметрів нульової послідовності пояснюється високою питомою вагою всіх видів коротких замикань на землю, простотою вимірювання струмів і напруг нульової послідовності, незалежністю опору мереж, що примикають до ПЛ від навантаження. Крім того, при усередненні параметрів у загальному випадку несиметричної ПЛ похибка ЗМЗ на основі складових нульової послідовності не перевищує 1,5-2% довжини лінії [7]. Методи ЗМП, засновані на вимірі параметрів зворотної послідовності, незважаючи на більш високу похибку розрахунку (4-6% довжини ПЛ [7, 15]), слід застосовувати в оптимальному поєднанні з іншими методами. Вони дозволяють визначати місце ушкодження як при однофазних, так і двофазних коротких замикання. Методи ЗМЗ на основі вимірювань параметрів зворотної послідовності необхідно застосовувати у таких випадках:

1. На повітряних лініях зі складним електромагнітним зв'язком при розрахунку відстані вручну. Застосування параметрів зворотної послідовності є доцільним і при використанні ЕОМ з метою спрощення алгоритму ЗМЗ.

2. На повітряних лініях з підстанціями на відгалуженнях від них, за відсутності цих підстанціях фіксуючих приладів, коли зневага струмами нульової послідовності відгалужень призводить до неприпустимої похибки ЗМЗ (понад 2%). У той самий час зневага струмами зворотної послідовності мало знижує точності розрахунку. Більш детальний опис у п.4.2цих Методичних вказівок.

3. При необхідності визначення місць ушкодження на основі односторонніх вимірів, а також у поєднанні з двосторонніми вимірами параметрів нульової послідовності або без них (див. п.2.2.2).

4. На додаток до інших методів для підвищення достовірності та точності ЗМЗ для всіх видів ПЛ. Використання тих чи інших методів ЗМЗ у кожному конкретному випадку має бути обґрунтовано розрахунковим шляхом з метою забезпечення максимальної ефективності визначення місць короткого замикання з урахуванням виду повітряної лінії та її електромагнітного та електричного зв'язку з іншими елементами мережі. Перевагу слід віддавати тим методам, які забезпечують даних фіксуючих приладів і наявних засобів обчислювальної техніки високу точність і достовірність розрахунку. Крім того, слід прагнути максимально можливої автоматизації процесу визначення місць пошкодження.

2. ВИЗНАЧЕННЯ МІСЦЬ ПОШКОДЖЕННЯ ПОВІТРЯНИХ ЛІНІЙ БЕЗ ВІДПОВІДЕЙ

2.1. Двосторонні виміри

Розглядаються різні види ПЛ (багатоланцюгові, одноланцюгові та дволанцюгові), схеми яких показані на рис.2.1. Спочатку наводяться вирази визначення місць КЗ багатоцінних ліній, та був з них виходять розрахункові формули для ЗМУ більш простих видів ПЛ.

2.1.1. Розрахункові формули для багатоланцюгових ПЛ

Для загального випадкурелектромагнітосв'язаних по всій трасі однорідних ПЛ (див. рис.2.1 а) відстань до місця КЗ слід обчислювати [16] рішенням системи зрлінійних алгебраїчних рівнянь зрневідомими:

Рис.2.1. Схеми ПЛ без відгалужень

Рис.2.1. Схеми ПЛ без відгалужень:

а - багатоланцюгова ПЛ із взаємоіндукцією; б - одноланцюгова ПЛ; в -дволанцюгова ПЛ з роздільною роботою по кінцях; г - дволанцюгова ПЛ з роботою ланцюгів на загальні шини; д - дволанцюгова ПЛ з одним відключеним ланцюгом.

деn- відносна відстань від підстанції А до місць КЗ ( ); - абсолютна відстань від підстанції А до місць КЗ, км;

L- протяжність ПЛ, км; , , , , . , - напруги нульової послідовності, що вимірюються на кінцях ліній , , . ; , , , …, - струми нульової послідовності, що вимірюються там же; , , …, - повний опір нульової послідовності повітряних ліній , , . ; , , …, , , , - опір взаємоіндукції між лініями , , …, , , , Відстаньnдля пошкодженої лінії , має визначатися за виразом

де - Визначник системи рівнянь; - визначник, що виходить з визначникаDшляхом заміни стовпця, складеного з коефіцієнтів при невідомому стовпцем, складеним з вільних членів рівнянь (2.1). Для визначення місця КЗ на лінії повинні бути виміряні струми на кінцях пошкодженої лінії та напруги на кінцях всіх ПЛ, що мають електромагнітний зв'язок із пошкодженим. При роботі всіх BL на загальні секції (шини) кількість вимірювань зменшується і вираз (2.2) спрощується. Аналогічно визначається місце ушкодження інших електромагнітосв'язаних лініях. На підставі рівнянь (2.1) та виразу (2.2) можуть бути отримані розрахункові формули для окремих видів ПЛ без відгалужень.

2.1.2. Розрахункові формули для одноланцюгових та дволанцюгових BЛ

Одночіпна лінія. Схема такої ПЛ при однофазному короткому замиканні показана на рис.2.1 б, і для неї визначникиDіDвідповідно складаються тільки з першого члена першого рядкарівнянь (2.1). Тоді формула для обчислення відстані до місць КЗ має вигляд

де , і , - відповідно напруги та струми по кінцях пошкодженої ПЛ; - повний опір ПЛ. Формула (2.3) дійсна при використанні параметрів як нульової, так і зворотної послідовності.Дволанцюгова лінія. Схема такої ПЛ зображена на рис.2.1 ст. Відповідно до виразу (2.1) отримуємо систему з двох лінійних рівнянь алгебри з двома невідомими. Відповідно визначникиDі складаються із двох рядків. Розв'язання цієї системи рівнянь щодо відстані з урахуванням рівності дасть розрахункову формулу для визначення місць КЗ:

________________ Під дволанцюговою лінією розуміються також і дві ПЛ, розташовані на різних опорах і проходять загальною трасою на всьому їх протязі. де - опір взаємоіндукції нульової послідовності між лініями і . Формула (2.4) є загальною, на підставі якої залежно від режиму роботи ПЛ, а також схеми включення фіксуючих амперметрів можуть бути отримані інші розрахункові формули. Ці найбільш уживані формули наведено в табл.2.1, де враховано режими роботи обох ланцюгів по кінцях на загальні шини (див. рис.2.1, г). Це має місце у більшості випадків їх роботи в енергосистемах. Для режиму роздільної роботи ланцюгів іноді необхідно фіксувати знак напруги по кінцях неушкодженого ланцюга. Тому для оцінки можливості ЗМЗ для зазначеного випадку слід виконати попередній розрахунок струмів та напруг аварійного режиму. За формулою (2.4) місце КЗ визначається за відсутності двох первинних обмоток вхідного трансформатора амперметра (наприклад ФІП, ФІП-1, ФІП-2). При визначенні місць пошкодження дволанцюгових ПЛ слід для підвищеннядостовірності одночасно використовувати показання фіксуючих амперметрів, включених на суму ( ) та різницю ( ) струмів обох ланцюгів (формули (3) і (4) табл.2.1), що забезпечується тільки фіксуючим індикатором ЛІФП-А. Застосування фіксуючих індикаторів ЛІФП завдяки наявності двох незалежних первинних обмоток вхідного трансформатора забезпечує реалізацію зазначених схем включення. У цьому випадку кількість індикаторів для ЗМЗ не збільшується. Відповідні схеми включення показано на рис.2.2. Слід враховувати, що підсумовування двох струмів, що підключаються незалежно до затискачів 8-9 і 10-11, допускається лише в індикаторів з діапазоном 2-200 (0,4-40) А, а найбільше значення суми струмів не повинно перевищувати 200 ( 40) А. Розрахункова відстань до шуканого місця КЗ приймається як середнє арифметичне значення відстаней, обчислених за формулами (3) та (4) табл.2.1, якщо їх значення різняться між собою не більше ніж на 20% довжини ПЛ. При більшому значенні для обходу ПЛ слід зазначати обидва значення розрахункової відстані, одне з яких може бути достовірним або обидва недостовірні. Доцільно використання та формули (5), що дозволяє також підвищити достовірність розрахунку, визначаючи відстань до місця КЗ спочатку від підстанції А, а потім від підстанції Б.

Рис.2.2. Схема включення індикаторів ЛІФП-А на дволанцюгових ПЛ

Розрахункові формули для визначення відстані до місць пошкодження дволанцюгових ПЛ