Опыт применнения ЛР на ВЛ 220

Опыт применения линейных разрядников с внешним искровым
промежутком для повышения грозоупорности ВЛ 220 кВ в районах с
высоким удельным сопротивлением грунтов
Авторы: Гайворонский А.С., Гринько О.В.,
Данилевский С.С., Мазикин Н.В.,
Печеревин С.Г.
Докладчик : Мазикин Николай Викторович
СОДЕРЖАНИЕ
1. Предварительный анализ грозоупорности ВЛ
2. Основные технические решения по повышению
грозоупорности ВЛ
3. Опыт эксплуатации
2
1. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ГРОЗОУПОРНОСТИ ВЛ
• Защита ВЛ от прямых ударов молнии обеспечивается грозозащитными тросами,
установленными по всей длине линии; угол защиты не превышает 30 градусов.
• Удельное сопротивление грунта на трассах ВЛ варьирует от 1000 до 10000 Ом × м.
• Сопротивления ЗУ опор по трассам ВЛ очень неоднородны. При средних
значениях 24-34 Ом коэффициенты их вариации достигают 70-120%.
Наименование характеристики
Протяженность ВЛ, км
Количество цепей
Тип (количество) опор
Тип изоляторов в гирляндах.
Среднегодовая продолжительность
гроз, часы
Значение для ВЛ:
Тында - Дипкун
НГРЭС - Тында
149,3
183,6
1
2
П220-3, У220-1
(355)
П27М, У38М
(496)
14×ПС6-Б
14×ПС6-Б, 14×ПС70-Д
50
3
1. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ГРОЗОУПОРНОСТИ ВЛ
Гистограммы сопротивлений заземления опор ВЛ
0,243
0,25
0,2
0,186
0,15
0,127
0,119
0,1
0,076
0,056
0,048
0,05
0,028 0,028
0,017
0,028
0,011
0,006 0,008 0,008 0,008
0,241
0,25
0,192
0,2
0,164
0,142
0,15
0,1
0,073
0,045
0,05
0,026
0,006 0,008
0,016
0,010
0,016 0,016
0,024
0,008 0,012
Значение Rзу, Ом
а) «Тында – Дипкун»
75+
70-75
65-70
60-65
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
75+
70-75
65-70
60-65
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
0
5-10
0
Вероятность попадания Rзу в заданный интервал, о.е.
0,3
0-5
Вероятность попадания Rзу в заданный интервал, о.е.
0,3
Значение Rзу, Ом
б) «НГРЭС – Тында»
4
1. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ГРОЗОУПОРНОСТИ ВЛ
Распределения вероятности обратного перекрытия изоляции
5
1. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ГРОЗОУПОРНОСТИ ВЛ
Эксплуатационные показатели грозоупорности ВЛ 220 кВ
Число грозовых отключений, 1/год, за период:
Наименование ВЛ
Длина ВЛ, км
2006
2007
2008
2009
2010
среднее
Удельное число
грозовых
отключений,
1/100 км/год
«Тында-Дипкун»
149,3
11
6
9
4
13
8,6
5,8
«НГРЭС-Тында»
183,6
н/д
н/д
11
4
25
13,3
7,2
Расчетные показатели грозоупорности ВЛ 220 кВ
Наименование ВЛ
Вероятность
Число ударов
Длина ВЛ, км
перекрытия изоляции
молнии, 1/год
при ударе в трос
Удельное число грозовых
отключений, 1/100км/год, при
ударах молнии в:
провод
трос
Σ
«Тында–Дипкун»
149,3
52,7
0,159
0,7
5,6
6,3
«НГРЭС-Тында»
183,6
79,1
0,197
1,0
8,5
9,5
6
2. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПО ПОВЫШЕНИЮ ГРОЗОУПОРНОСТИ ВЛ
Конструкция и характеристики ЛР
Основные параметры и характеристики ЛР
№
п/п
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Наименование параметра, характеристики
Номинальное напряжение сети, кВ
Номинальный разрядный ток ЛР, кА
Класс пропускной способности (по ГОСТ 52725)
Номинальное напряжение ЛР, кВ, не менее
Остающееся напряжение, кВ, не более, при грозовом импульсе тока 8/20
мкс амплитудой 10 кА
Удельная энергоемкость при воздействии одного прямоугольного
импульса тока длительностью 2000 мкс амплитудой не менее 680 А (по
ГОСТ 52725), кДж/кВ Uнр, не менее
Амплитуда импульса тока большой длительности 2000 мкс (ток
пропускной способности), А
Амплитуда грозового импульса тока синусоидальной формы
длительностью 210 мкс (ток пропускной способности), кА
Пятидесятипроцентное разрядное напряжение грозового импульса
положительной полярности, кВ, не более
Разрядное напряжение грозового импульса положительной полярности
при времени до разряда 1 мкс, кВ, не более
Длина искрового промежутка, мм
Среднее разрядное напряжение промышленной частоты в сухом
состоянии и под дождем, кВ, не менее
Требуемое
значение
220
10
2
150
360
3,5
680
9,2
700
1550
800
275
7
2. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПО ПОВЫШЕНИЮ ГРОЗОУПОРНОСТИ ВЛ
Конструкция и характеристики ЛР
Вольт-секундные характеристики ЛР в комбинации
с гирляндой 14×ПС-70Д изоляторов
8
2. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПО ПОВЫШЕНИЮ ГРОЗОУПОРНОСТИ ВЛ
Конструкция и характеристики ЛР
Функция распределения энергии,
поглощаемой ЛР при ударах
молнии в линию
Поток отказов в зависимости
от удельной энергии ЛР
9
2. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПО ПОВЫШЕНИЮ ГРОЗОУПОРНОСТИ ВЛ
Схемы защиты
Наименование ВЛ
ВЛ 220 кВ
«Тында-Дипкун»
ВЛ 220 кВ
«НГРЭС-Тында»
Схема расстановки
ЛР по фазам
Относительная
длина
защищаемого
участка ВЛ, %
Ожидаемое
удельное число
грозовых
отключений, 1/100
км/год, не более
67
1,2
79
1 цепь – 0,9
2 цепь – 4,4
1,2 цепь – 0,7
10
2. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПО ПОВЫШЕНИЮ ГРОЗОУПОРНОСТИ ВЛ
Установка ЛР на опорах ВЛ
установка на промежуточных опорах
установка на анкерно-угловых опорах
с малыми углами поворота
установка на анкерно-угловых
опорах с большими углами
поворота
11
3. ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ
• Монтаж ЛР на ВЛ 220 кВ «НГРЭС-Тында» был полностью завершен к 14.06.2012 г.,
на ВЛ 220 кВ «Тында-Дипкун» - к 05.07.2012 г.
• Тип установленных ЛР: РВЛ-220/150-10/680 УХЛ1 (изг. ЗАО «Полимер-Аппарат»)
• С момента окончания монтажа на ВЛ 220 кВ «НГРЭС-Тында» были зафиксированы
в общей сложности 17 грозовых отключений, в том числе, 9 отключений в 2012 г. и 8
отключений в 2013 г. Большая часть из них (14 отключений из 17) произошли на
незащищенной 2 цепи (без ЛР).
• На ВЛ 220 кВ «Тында-Дипкун» имели место 4 грозовых отключения, 3 из которых
произошли в 2012 г. и 1 отключение в 2013 г.
• Отказы в работе самих ЛР по причине их повреждения (пробоя) при грозовых
воздействиях зафиксированы не были.
12
3. ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ
Общий вид установки ЛР на ВЛ
13
3. ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ
Общий вид установки ЛР на ВЛ
14
3. ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ
Наименование ВЛ
Удельное число грозовых
отключений до установки ЛР,
1/100 км/год
Удельное число грозовых
отключений после установки
ЛР, 1/100 км/год
по расчету
по опыту
эксплуатации
по проекту
по опыту
эксплуатации
«Тында-Дипкун»
6,3
5,8
1,2
1,3
«НГРЭС-Тында
1,2»
1 цепь – 7,9
2 цепь – 7,9
1,2 цепь – 6,3
1 цепь – 6,7
2 цепь – 6,1
1,2 цепь – 5,6
1 цепь – 0,9
2 цепь – 4,4
1,2 цепь – 0,7
1 цепь – 0,8
2 цепь – 3,8
1,2 цепь – 0,8
15
3. ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ
16
ВЫВОДЫ
• Опыт эксплуатации ВЛ 220 кВ «НГРЭС-Тында», «Тында-Дипкун»
подтверждает эффективность применения линейных разрядников с внешним
искровым промежутком для повышения грозоупорности ВЛ 220 кВ в районах с
высоким удельным сопротивлением грунтов
• Хорошее совпадение эксплуатационных и прогнозируемых расчетных
показателей по числу грозовых отключений ВЛ после установки ЛР
свидетельствует в пользу обоснованности технических решений по повышению
грозоупорности ВЛ, принятых в проекте
• Положительный опыт применения ЛР с внешним искровым промежутком
на ВЛ 220 кВ «НГРЭС-Тында», «Тында-Дипкун» позволяет рекомендовать их для
дальнейшего внедрения на объектах ОАО «ФСК ЕЭС»
17
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
18