Режимы одноцепных воздушных линий электропередачи 110-330 кВ с использованием резервной фазы

Введение. Более половины всех повреждений воздушных линий электропередачи (ВЛЭП) происходит вследствие гололёдно-ветровых воздействий. Гололёдно-ветровые воздействия, как правило, охватывают значительные территории и могут приводить к обрывам проводов и грозозащитных тросов, поломке арматуры, повреждению опор и, в конечном счёте, к потере работоспособности линии и большому материальному ущербу. Наиболее простой и удобный способ плавки отложений — метод короткого замыкания, но, при этом, как правило, приходится отключать всю линию, тем самым нарушая надёжность электроснабжения.

Применение резервной фазы позволит осуществлять пофазный ремонт и производить по-фазную плавку гололёдно-изморозевых отложений не отключая линию. Таким образом, возможно повысить надёжность электроснабжения потребителя.

Анализ использования резервной фазы. В настоящей статье изложены результаты моделирования режимов работы ВЛЭП 110—330 кВ с резервной фазой.

Электропередача с резервной фазой рассмотрена на примере одноцепных воздушных линий (ВЛ) напряжением ПО кВ с проводом АС-70, 220 кВ — АС-240 и 330 кВ — 2хАС-240. В расчётах транспонирование линии не учитывалось. Предварительная мощность, передаваемая по линии электропередачи (ЛЭП), и предельное значение длины определяется исходя из таблицы 1 [2].

Таблица 1

Натуральная мощность и предельные значения длины ВЛ 110—330 кВ

В прикладной программе Simulink программного пакета Matlab при помощи инструмента Compute RLC Line Parameters блока Powerqui были вычислены параметры ЛЭП на основании характеристик проводов и геометрических размеров линии (рис. 1).

• ¹    Работа выполнена в рамках инициативной НИР.

• ²    Для ВЛ 330 кВ была взята мощность 310 МВт, исходя из максимального тока выбранного провода марки АС-240.

Рис. 1. Модель опоры одноцепной ВЛЭП: р — фазный провод, д— грозозащитный трос, хи у— координаты провода

Геометрические параметры расположения проводов ВЛ в пространстве представлены в таблице 2.

Таблица 2

Геометрические параметры расположения проводов ВЛ в пространстве

При помощи библиотеки блоков Sim Power Systems была смоделирована модель ВЛЭП представленная на рисунке 3.

Рис. 3. Электродинамическая модель воздушной линии электропередачи

Принципиальная схема модели в Simulink состоит из следующих блоков:

• —    Three-Phase Source — моделирует трёхфазный источник напряжения,

• —    PI Section Line — моделирует однофазную линию электропередачи с сосредоточенными параметрами,

• —    Three-Phase Series RLC Load — моделирует трёхфазную нагрузку,

• —    3-phase Instantaneous Active & Reactive Power — выполняет измерение активной и реактивной мощностей в трёхфазных цепях,

• —    Three-Phase V-I Measurement — выполняет измерение токов и напряжений в трёхфазных цепях,

• —    Scope — отображает графики сигналов,

• —    Powerqui — осуществляет расчёт установившегося режима.

По полученным параметрам линии были рассчитаны режимы ВЛЭП при поочерёдном включении резервной фазы gl вместо основных проводов pl, р2, рЗ (табл. 3).

Таблица 3

Параметры режима эксплуатации ВЛ 110 кВ с резервной фазой

Заключение. Анализ режимов эксплуатации ВЛ 110—330 кВ с резервной фазой показывает, что, при поочерёдном включении резервного провода вместо основных проводов линии уровни несимметрии напряжения по обратной последовательности значительно ниже допускаемого нормативного значения, составляющего 2 % [2], значения потерь напряжений незначительно отличаются от потерь линии в нормальном режиме, поэтому эксплуатация линии с резервным проводом применима наравне с нормальной эксплуатацией линии.