4.7. В случае использования источника с регулированием тока (на подстанции с блоками АТ-ВДТ по схеме рис. 5) плавка гололеда проводится трехфазным коротким замыканием (см. рис. 6).
4.8. Диапазоны длин обогреваемых участков ВЛ со сталеалюминиевыми проводами сечений 35 500 мм2 при плавке от блока АТ-ВДТ существующих типов ВДТ приведены на рис. 9.
Плавка гололеда уравнительными токами
4.9. Способ плавки уравнительными токами за счет встречного включения фаз заключается в том, что на одном конце провода обогреваемые линии присоединение к фазам А, В и С на другом - соответственно к фазам В, С и А рис. 10).
Таким образом, на обогреваемую линию подается не фазное напряжение источника тока плавки гололеда, как при способе короткого замыкания, а линейное. Это позволяет увеличить длину линий, на которых производится плавка гололеда, на 73 % или увеличить ток плавки. Ток плавки подсчитывается по формуле:
(4.5)
где Uл - линейное напряжение источника плавки;
Zк - полное сопротивление цепи плавки.
4.10. При встречном включении фаз полная мощность и токи, в начале и конце обогреваемой линии одинаковы, если равны напряжения источников (рис. 11).
4.11. Перетоки активной и реактивной мощностей между подстанцией I и обогреваемой линии могут быть определены по формулам:
(4.6)
(4.7)
Соответственно для подстанций II и обогреваемой линии перетоки активной и реактивной мощностей определяются выражениями:
(4.8)
(4.9)
Подстанция, имеющая резервы активной и реактивной мощности, должна подключаться к линии с опережающим углом .
4.12. Плавка гололеда уравнительными токами может применяться для линий, расположенных между соседними подстанциями, имеющими связи по линиям высокого напряжения (наиболее распространенный случай), при параллельных линиях, а также в кольце. При этом по условию качества напряжения в работе могут оставаться потребители, подключенные к питающим шинам или удаленные от них на расстояние до 100 % длины обогреваемой линии.
4.13. С целью сохранения питания потребителей, подключенных к обогреваемой линии по всей ее длине, может быть применена схема встречного включения фаз, векторы напряжения которых сдвинуты на 60 эл. град. Для этого в кольцевой сети (рис. 12) устанавливается секционирующий выключатель (В5), нормально отключенный.
Таблица 4.1
Расчетные параметры ВЛ 330 - 500 кВ с изолирующими дистанционными распорками
|
Количество и тип проводов в фазе |
Реактивное сопротивление одного провода фазы ВЛ (рис. 8), Ом/км |
Полное сопротивление одного провода фазы ВЛ, Ом/км |
Реактивное сопротивление прямой последовательности (всех проводов одной фазы), Ом/км |
Кратность уменьшения потребляемой реактивной мощности при плавке на трех фазах |
Кратность уменьшения потребляемой реактивной мощности при плавке на одной фазе |
|
2 ?? АС 300/39 |
0,237 |
0,26 |
0,328 |
2,5 |
- |
|
2 АС 400/22 |
0,226 |
0,24 |
0,325 |
2,7 |
- |
|
2 АС 500/27 |
0,22 |
0,22 |
0,312 |
2,7 |
- |
|
3 АС 400/22 |
0,228 |
0,241 |
0,28 |
3,5 |
10,5 |
|
3 АС 500/27 |
0,221 |
0,23 |
0,278 |
3,65 |
10,9 |
Таблица 4.2
Зона и мощность плавки гололеда на ВЛ 330 - 500 кВ с изолирующими дистанционными распорками
|
Количество и тип проводов в фазе |
Вариант схемы плавки (номер рисунка) |
Допустимая длина участка при напряжении на распорке 40 кВ, км |
Требуемая мощность плавки, МВА |
Требуемая мощность по способу трехфазного КЗ, МВА |
Требуемое напряжение по способу трехфазного КЗ, кВ |
|
2 ?? АС 300/39 |
Рис. 8, а, б, в, г |
212 |
173 |
485 |
173 |
|
2 ?? АС 400/22 |
Рис. 8, а, б, в, г |
194 |
205 |
555 |
189 |
|
2 ?? АС 500/27 |
Рис. 8, а, б, в, г |
185 |
242 |
655 |
194 |
|
3 ?? АС 400/22 |
Рис. 8, д |
111 |
103 |
360 |
139 |
|
3 ?? АС 500/27 |
(плавка на трех фазах) |
102 |
116 |
423 |
144 |
|
3 ?? АС 400/22 |
Рис. 8, д |
111 |
34 |
396 |
139 |
|
3 ?? АС 500/27 |
(плавка на одной фазе) |
103 |
39 |
423 |
144 |
Линии сети подключаются к независимым источникам с указанным сдвигом фаз векторов напряжении. При плавке гололеда выключатель В5 включается. При этом на рабочий ток накладывается дополнительный ток, обусловленный разностью напряжений двух независимых источников питания, значение которого определяется из выражения:
(4.10)
В качестве независимых источников питания могут использоваться либо шины разных подстанций, либо разные секции или системы шин одной подстанции.
Схема релейной защиты кольцевой сети для случая питания от разных секций одной подстанции приведена на рис. П7.1, а для случая питания от разных подстанций - на рис. П7.2, П7.3. На линии с отпайками при плавке на магистральной ее части при повреждениях на отпайках значения токов КЗ могут быть недостаточны для работы релейной защиты. В этом случае необходимо установить на отпайке дополнительный выключатель. Дополнительный коммутационный аппарат на отпайке от магистрали необходим, если результирующее электрическое сопротивление отпайки совместно с электрическим сопротивлением участка кольцевой сети от места подключения отпайки до ближайшей питающей подстанции превышает сопротивление контура плавки.
Плавка гололеда перераспределением нагрузок
4.14. Токовая нагрузка обогреваемой линии повышается путем перераспределения нагрузки в сети до требуемого (для осуществления плавки) значения. Перераспределение нагрузки достигается путем:
а) повышения нагрузки станций, передающих энергию через обогреваемую линию;
б) повышения нагрузки подстанций, питаемых по обогреваемой линии путем переключений в сети более низкого напряжения.
в) отключения части линий, в результате которого передается передаваемая мощность по обогреваемой линии. Практически с этой целью отключают параллельную с обогреваемой линию и приступают к разрезанию колец.
4.15. С целью сохранения надежности работы системы при плавке гололеда отключаемые линии должны быть оборудованы устройствами для немедленного автоматического включения их при исчезновении напряжения на шинах нагрузки. Обогреваемую линию следует стремиться загружать активной мощностью, поскольку при этом в меньшей степени нарушается режим напряжений в сети.
4.16. Для коротких двухцепных ВЛ либо кольцевых сетей целесообразна плавка гололеда уравнительным током, полученным в результате изменения коэффициента трансформации питающих трансформаторов. Причем, если на одной из шин напряжение увеличивается на величину U1, то в другой системе шин (например, на обходной) его следует уменьшить на U2.
Величину Iур можно определить из выражения:
(4.11)
Результирующий ток в проводах определяется как векторная сумма уравнительного и рабочего тока нагрузки.
Плавка гололеда наложением токов
4.17. При этом способе на рабочий ток накладывается дополнительный ток, создаваемый в контуре, частью которого является обогреваемая линия. Для этого в контур включается источник ЭДС, значение и фаза которой подбирается таким образом, чтобы увеличить ток до требуемого значения.
4.18. Для наложения токов могут быть использованы кольцевые участки и параллельные линии (рис. 13).
4.19. При параллельных линиях и в кольцевых сетях для наложения тока следует использовать вольтодобавочные трансформаторы с соответствующим уровнем изоляции, включая их в рассечку кольцевой сети (рис. 14). Вольтодобавочные трансформаторы позволяют регулировать значения продольной и поперечной ЭДС и тем самым обеспечить оптимальный режим плавки.
4.20. Пофазная плавка токами наложения может применяться в сетях, работающих с незаземленной нейтралью (рис. 15). При использовании схем с пофазной плавкой гололеда необходимо проверить электромагнитное влияние на каналы связи.
4.21. Ток наложения подсчитывается по формуле:
(4.12)
где Uд - дополнительное напряжение, созданное в контуре, кВ;
Zк - полное сопротивление контура, Ом.
Ток наложения складывается с рабочим током линии геометрически.
4.22. Для повышения эффективности плавки гололеда способ наложения токов можно сочетать с перераспределением нагрузок.
4.23. Схемы наложения токов при наличии вольтодобавочного трансформатора и трансформаторов с РПН позволяют быстро собрать схему для обогрева линии и восстановить нормальную работу сети после проведения плавки.
5. ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ СХЕМ ПЛАВКИ ГОЛОЛЕДА ПОСТОЯННЫМ ТОКОМ
Подстанции с регулированием напряжения посредством изменения коэффициента трансформации трансформаторов и автотрансформаторов
5.1. В тех случаях, когда плавка гололеда переменным током неосуществима при данной мощности трансформаторов подстанции и заданных номинальных напряжениях, следует предусматривать плавку гололеда постоянным током. Для этих целей могут использоваться преобразователи ВУКН-1200-14000; ВУКН-1600-14000; ВУКН-1200-8000.
Преобразователи выполняются на неуправляемых вентилях по трехфазной мостовой схеме.
В зависимости от параметров обогреваемых ВЛ может быть применено параллельное включение нескольких преобразователей (до трех) и последовательное (до двух), а также их последовательно-параллельное соединение.
5.2. Подключение преобразователей к шинам 6 - 10 кВ обуславливает некоторые особенности в работе электрической сети, работающей параллельно с преобразователем.
Нормальные и аварийные режимы работы сети характеризуются такими факторами, как наложение постоянной составляющей напряжения на изоляцию сети, появление постоянных составляющих в токах аварийных режимов и др. Это может привести к отказу выключателя, а также к ложной работе релейной защиты. Необходимы устройства защиты, ограничивающие воздействия, вызванные наличием преобразователя.
Пониженный уровень изоляции преобразователей для плавки гололеда по сравнению с уровнями изоляции оборудования электрической сети, от которой он питается, требует специальной защиты установки плавки гололеда от перенапряжений.
Для ограничения токов короткого замыкания преобразователей УПГ следует применять токоограничивающие реакторы, уменьшающие мощность короткого замыкания источника питания.
5.3 Трансформаторы напряжения НТМИ и НКФ, подключенные к шинам питания преобразователя и к линии, на которой предусматривается плавка гололеда, должны быть подключены по специальным схемам.
5.4. Совместная работа УПГ с синхронными компенсаторами и конденсаторными батареями ограничена воздействием высших гармонических, генерируемых преобразователями УПГ.
5.5. Допускается использование контура заземления подстанции в качестве рабочего заземлителя при плавке гололеда током до 1200 А. Должна быть предусмотрена защита контура от термического поражения.
5.6. Наличие на контуре заземления подстанции постоянного тока при его использовании в качестве рабочего заземлителя приводит к протеканию части постоянного тока плавки через глухозаземленные нейтрали трансформаторов, установленных на этой подстанции. Это приводит к некоторому увеличению тока холостого хода и потерь в стали трансформаторов (автотрансформаторов). Для устранения указанного явления в нейтрали трансформаторов (автотрансформаторов) следует включить специальные устройства.
5.7. С целью обеспечения высокочастотной связи по обогреваемой ВЛ целесообразно выполнить подвод постоянного тока к проводам ВЛ таким образом, чтобы он протекал через ВЧ заградители или установить в цепи преобразователя на стороне постоянного тока дополнительный заградитель.
Подстанции с блоками автотрансформатор - вольтодобавочный трансформатор
5.8. На подстанциях с блоками автотрансформатор - вольтодобавочный трансформатор (АТ-ВДТ) и при использовании выпрямителя можно обеспечить регулирование тока плавки и тем самым обеспечить обогрев ВЛ в широком диапазоне длин и сечений проводов. Для этого собирается схема АТ-ВДТ, описанная в п. 3.3 и отличающаяся от нее тем, что к возбуждающей обмотке ВДТ присоединен выпрямитель. Подключение выпрямителя вызывает ряд особенностей в работе основного оборудования подстанции и требует принятия специальных мер.
Допускается совместное включение преобразователей, питаемых от ВДТ, с преобразователями, питаемыми от шин низкого напряжения подстанций.
Подстанции с шунтирующими конденсаторными батареями
5.9. На подстанции с шунтирующей конденсаторной батареей 35 - 110 кВ может быть выполнена установка для плавки гололеда с регулируемым током. Ее элементы могут использоваться также для регулирования реактивной мощности.
