Использование средств контроля и коммутации для дистанционного отыскания и устранения повреждений применительно к разветвленным электрическим сетям 6(10) кв.

Введение. Актуальность данной темы заключается в необходимости разработки новых способов применения средств дистанционного определения повреждений в сетях с изолированной нейтралью, позволяющих производить дистанционный поиск повреждений на линиях электропередачи с изолированной нейтралью с максимальной точностью, что позволит обслуживающему персоналу в максимально короткие сроки устранять неисправности, а также предупреждать их. Поиск мест повреждений связан с большими затратами времени, финансовых средств и недоотпуском электроэнергии потребителям [1]

В настоящее время разработаны и внедрены в практику эксплуатации средства для определения расстояния до места междуфазных коротких замыканий (КЗ) с шин подстанции, стационарно устанавливаемые на линиях указатели поврежденных (при КЗ) участков линии, а также устройства для поиска однофазных замыканий на землю на неотключенных линиях. Совместное их использование позволит ускорить поиск повреждений в ВЛ 6-10 кВ [2].

Основная часть. Для того, что бы обосновать необходимость внедрения средств контроля и коммутации для дистанционного определения мест повреждений, необходимо провести анализ аварийных ситуаций и причин их вызывавших. В качестве примера возьмем радиальную воздушную линию электропередач ВЛ-10кВ №9 ПС 35/10кВ «Шепино».

Приведем краткую характеристику ВЛ-10кВ №9 ПС 35/10кВ «Шепино». ПС «Шепино» введена в эксплуатацию ВЛ-10кВ №9 ПС 35/10кВ «Шепино» (рисунок 1) в 1971г., проходит по землям Карповского и Троицкого сельских поселений Орловского района Орловской области. Общая протяженность составляет 51,6км, питает 30 трансформаторных подстанций ТП-10/0,4кВ, обеспечивая электроэнергией следующие населенные пункты Орловского района: н.п. Троицкое, н.п. Карпово, н.п. Хутор Степь, н.п. Новая Слободка, н.п. Сомово, н.п. Репьевка, н.п. Франтихин, н.п. Дмитровка, н.п. Музалевка, н.п. Казначеево. Средняя нагрузка составляет 28А. Имеет кольцевые связи с ВЛ-10кВ №61 ПС 110/10кВ «Володарская» (Орловский район Орловской области) и с ВЛ-10кВ №9 ПС 35/10кВ «Алешня» (Залегощенский район Орловской области).

Оперативная схема, представленная на рисунке 1, наглядно показывает всю сложность выбранной схемы, ее значительную разветвленность и протяженность [3,4].

(Новая Слободка)

Смычка-Хитрово Ш-9-24

Хутор Степь ферма

6/5615/1 ЗН

)0| I .Хутор Степь

9/4 0,5(6/13х9/7)

ООО СУ №1 ОАО «Орелстрой»

«Володарская» 205

Рисунок 1 - Оперативная схема ВЛ-10кВ №9 ПС 35/10кВ «Шепино»

В таблице 1 представлена оперативная справка аварийных отключений ВЛ-10кВ №9 ПС 35/10кВ «Шепино» за 2016г. Общая продолжительность простоя потребителей без электроэнергии за 2016г. составила 21 час 26 минут, максимальный перерыв в электроснабжении составил 8 часов 36 минут, минимальный простой 1 час 7 минут, среднее время восстановления электроснабжения 4 часа 17 минут [5,6].

Проанализировав таблицу 1 и рисунок 1 приходим к выводу, что время восстановления электроснабжения после аварийного отключения значительно увеличивается из-за продолжительного поиска места повреждения.

Определить место замыкания удается только после оперативных переключений, направленных на поиск поврежденного участка, а затем произведя обход-осмотр отключенной воздушной линии. Для такого способа поиска места повреждения требуется задействовать минимум две оперативные бригады, а также увеличить нагрузку на оперативного руководителя [7,8].

Для ускорения отыскания мест повреждений, сокращения простоя потребителей без электроэнергии и освобождения людских ресурсов необходимо использовать новые средства контроля и коммутации для дистанционного отыскания и устранения повреждений [9].

Таблица 1 – Оперативная справка об аварийных отключениях ВЛ-10кВ №9 ПС 35/10кВ «Шепино»

Исходя из опыта эксплуатации и обслуживания ВЛ-10кВ №9 ПС 35/10кВ «Шепино» наиболее целесообразно установить реклоузеры в пролетах опор №161 - 162, в пролетах опор №245 - 246, в пролетах опор №30-60 - 30-61. Такая компоновка позволит эффективно производить оперативные переключения, поиск места повреждения, выполнять текущий ремонт.

На рисунке 2 наглядно представлена организация телемеханизации реклоузеров, а также их функкциональная схема [10,11].

Телемеханизация реклоузеров

Рисунок 2 - Телемеханизация реклоузеров. Функциональная схема

В шкаф управления каждого монтируемого реклоузера необходимо установить Сириус-2-ОМП для определения точного расстояния до места повреждения. Также Сириус-2-ОМП необходимо вмонтировать в ячейку ВЛ-10кВ №9 на ПС 35/10кВ «Шепино». Для дистанционного управления выключателем В-10кВ на ПС 35/10кВ «Шепино» необходимо заменить его на вакуумный (в настоящее время установлен масляный серии ВМП-10 с приводом ПП-67), а также заменить существующую аналоговую релейную защиту на микропроцессорную типа «Сириус» [12,13].

Для организации системы дистанционного поиска повреждений на ВЛ-10кВ №9 ПС 35/10кВ «Шепино» выбираем индикаторы коротких замыканий типа ИКЗ-33МР.

Рекомендуется устанавливать индикаторы до и после труднодоступных участков (река, лес, болото) и рядом с опорами с секционными выключателями, чтобы быстро определить и изолировать поврежденный участок [14]. Возможны следующие варианты установки комплектов индикаторов в зависимости от характера линии:

• -    на линии с короткими ответвлениями комплекты, как правило, устанавливаются по стволу линии за местом разветвления (отпайки), на ближайших к месту разветвления промежуточных опорах;

• -    на линии с коротким стволом и длинными ответвлениями комплекты устанавливаются на ответвлениях вблизи мест разветвления, на ближайших к месту разветвления промежуточных опорах;

• -    на линии с длинным стволом и длинными ответвлениями комплекты устанавливаются в начале контролируемых ответвлений и за местом разветвления, на ближайших промежуточных опорах.

Рекомендуется устанавливать комплекты индикаторов на тех ответвлениях, суммарная протяженность которых превышает 3 км. Устанавливать индикаторы на ответвительных опорах не рекомендуется. Желательно индикаторы устанавливать на третьей и далее опоре от начала ответвления [15]. Комплекты индикаторов на стволе линии целесообразно размещать таким образом, чтобы на один комплект приходилось порядка 5 км суммарной протяженности линии, включая те ответвления, на которых установка комплектов не предусматривается. Рекомендуется выбирать места установки комплектов индикаторов так, чтобы расстояние между соседними комплектами было более 250-300 м [6,11].

Исходя из вышеперечисленных условий установки ИКЗ и анализа аварийных отключений определим монтаж четырех ИКЗ на ВЛ-10кВ №9 ПС 35/10кВ «Шепино» (рисунок 3):

• -    ИКЗ 1 на опоре №70;

• -    ИКЗ 2 на опоре №150;

• -    ИКЗ 3 на опоре №6/5;

• -    ИКЗ 4 на опоре №296;

  ЛПДС Ст.Конь

  -- -

  3,28(275х300)(283х17/12) (279х16/11)(16/10х22/2)

  ПС 35/10кВ «Шепино»

  Хутор Степь Ш-9-22

  Смычка-Хитрово Ш-9-24

  ^Ш4⁹кВ²⁸а

  АС-35 0,03(340х26/1)

  16/6

  6/35

  Ш-9-30

  ВЛ-10кВ №61 ПС 110/10к

  

  16/10

  16/

  0,77(6/80х6/94

  --

  Троицкое маст

  260 258

  JU

  •Л

  0,03(6/56х15/1

  --

  --

  -

  -

  --

  20/

  _-

  6/2

  --

  д.Крюково

  . 17

  0,83(163х6/13

  --

  ■

  ,23(4/8х163

  ,4(135х4/12)(4/12х5/4

  --

  Ш-9- 8

  /5

  1/6

  1/7

  1/8

  204 01

  Ш-9-16 160 Сомо -

  Троицкое правление

  --

  ЛР Ш-9-12 д.Музалёвка

  J ■

  •Л

  1 ■

  I ■

  1.71

  L7 7

  I'.

  U-

  --

  --

  ■Ы

  -

  0,03(6/5х7/1) ЛР Ш-

  -

  ,94(6/13х6/36

  --

  1 I 1

  38-2

  и

  I

  I)

  ³⁹ 37-

  Хитрово ж/д ВЛ-0,4кВ №1 детсад, ■ — !-..

  ,4кВ №1 дет

  15(19/1х19/3

  J'

  арпово з/ток

  --

  Карпово астерски

  арпово мастерски

  стерск

  --

  ■ I

  0,03(17/11х23/1

  --

  ?n

  IN НИ

  Троицкое ж/дома

  -

  0,5(6/13х9/7

  --

  m

  min

  III

  д.Дмитровка

  /Т

  -

  0,3(6/34х12/5

  0,03(1/3х3/1

  ВЛ-0,4кВ №2 Котельнаяшколы

  6/37

  АС-35 ^6/65

  1,82(6/56х

  -„'-

  -

  0,35(17/12х24/1)(17/12х17/16

  ■ r I m HU uji Лги

  0,35(1

  /12х24/1)(17/12х17

  Троицкое з/ток

  0,03(6/45х14/1

  iJ

  0,15(6/36х13/2)(6/30х11/1

  /36х13/2)(6/30 (6/22х10/1

  0,5(300х21/8

  --

  0,8(300х20/9

  АС-25   _6/45

  КЛР Ш-9-15

  3,0(4/12х4/51)

  «Володарская»

  REK 2

  Карпово СТФ Ш-9-9

  4/51

  10/2

  ВЛ-10кВ №9

  ПС 35/10кВ «Алешня»

  06         1/11 1/10

  КЛР-В-61-9

  Ш-9-12П

  25 Орловский песок

  
  

  6/82

  
  

  6/68

  
  

  ВЛ-10кВ №9 ²

  
  

  16/8

  
  

  Ш-9-26 60 д.Ермолаево (Новая Слободка)

  
  

  Ш-9-4

  ²⁵⁰ ЛР Ш-9-7

  
  
  
  
  
  
  
  

  1,43(6/36х6/56) (6/45х14/1)

  
  

  0,03(64 -22-1)

  Ш-9-29П

  ООО СУ №1

  ОАО «Орелстрой» (Музалевский карьер)

  
  

  25 ООО «Керама песок»

  
  
  
  

  Ш-9-1 100 Казначеево, з/ток

  АС-35

  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  

  Ш-9-10 63 д.Франтихино

  
  

Рисунок 3 – Схема ВЛ-10кВ №9 ПС 35/10кВ «Шепино» после монтажа реклоузеров и индикаторов короткого замыкания Указанная на рисунках компоновка индикаторов короткого замыкания совместно с использованием реклоузеров позволяет поделить воздушную линию на восемь электрически связанных частей, каждая из которых защищена одним из перечисленных устройств.

Выводы. При использовании средств дистанционного поиска повреждений сократится время устранения аварийной ситуации, так как после отключения коммутационного аппарата будет известно ориентировочное место и характер повреждения [16,17].

Это приведёт к повышению надёжности электроснабжения потребителей за счет принятия оперативным персоналом необходимых решений. Сократит затраты на устранение аварийных ситуаций, уменьшение недоотпуска электроэнергии потребителям.

Проведенные усредненные расчеты, показали, что экономия финансовых затрат при использовании средств дистанционного поиска повреждений составит примерно 36,39%.

Russia, Orel, FSBEI HE Orel State Agrarian University named after