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

2

СОДЕРЖАНИЕ

1. Предварительный анализ грозоупорности ВЛ

2. Основные технические решения по повышению грозоупорности ВЛ

3. Опыт эксплуатации

3

•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 характеристикиЗначение для ВЛ:

Тында - Дипкун НГРЭС - Тында

Протяженность ВЛ, км 149,3 183,6

Количество цепей 1 2

Тип (количество) опорП220-3, У220-1

(355)П27М, У38М

(496)

Тип изоляторов в гирляндах. 14×ПС6-Б 14×ПС6-Б, 14×ПС70-Д

Среднегодовая продолжительность гроз, часы

50

1. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ГРОЗОУПОРНОСТИ ВЛ

4

0,017

0,119

0,186

0,243

0,127

0,048

0,076

0,056

0,0280,028

0,011

0,028

0,0060,0080,008 0,008

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0-5

5-10

10-1

5

15-2

0

20-2

5

25-3

0

30-3

5

35-4

0

40-4

5

45-5

0

50-5

5

55-6

0

60-6

5

65-7

0

70-7

5

75+

Значение Rзу, Ом

Вер

оя

тно

сть

по

пад

ани

я R

зу в

зад

анн

ый

ин

тер

вал

, о.е

.

0,0060,008

0,142

0,241

0,192

0,164

0,045

0,0260,016

0,0100,0160,016

0,024

0,0080,012

0,073

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0-5

5-10

10-1

5

15-2

0

20-2

5

25-3

0

30-3

5

35-4

0

40-4

5

45-5

0

50-5

5

55-6

0

60-6

5

65-7

0

70-7

5

75+

Значение Rзу, Ом

Вер

оя

тно

сть

по

пад

ани

я R

зу в

зад

анн

ый

ин

тер

вал

, о.е

.

а) «Тында – Дипкун» б) «НГРЭС – Тында»

Гистограммы сопротивлений заземления опор ВЛ

1. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ГРОЗОУПОРНОСТИ ВЛ

5

Распределения вероятности обратного перекрытия изоляции

1. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ГРОЗОУПОРНОСТИ ВЛ

6

1. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ГРОЗОУПОРНОСТИ ВЛ

Наименование ВЛ Длина ВЛ, км

Число грозовых отключений, 1/год, за период:Удельное число

грозовых отключений, 1/100 км/год

2006 2007 2008 2009 2010 среднее

«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

Эксплуатационные показатели грозоупорности ВЛ 220 кВ

Наименование ВЛ Длина ВЛ, км Число ударов молнии, 1/год

Вероятность перекрытия изоляции

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

Расчетные показатели грозоупорности ВЛ 220 кВ

7

2. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПО ПОВЫШЕНИЮ ГРОЗОУПОРНОСТИ ВЛКонструкция и характеристики ЛР

№п/п Наименование параметра, характеристики Требуемое

значение1 Номинальное напряжение сети, кВ 2202 Номинальный разрядный ток ЛР, кА 103 Класс пропускной способности (по ГОСТ 52725) 24 Номинальное напряжение ЛР, кВ, не менее 1505 Остающееся напряжение, кВ, не более, при грозовом импульсе тока

8/20 мкс амплитудой 10 кА 3606 Удельная энергоемкость при воздействии одного прямоугольного

импульса тока длительностью 2000 мкс амплитудой не менее 680 А (по ГОСТ 52725), кДж/кВ Uнр, не менее

3,5

7 Амплитуда импульса тока большой длительности 2000 мкс (ток пропускной способности), А 680

8 Амплитуда грозового импульса тока синусоидальной формы длительностью 210 мкс (ток пропускной способности), кА 9,2

9 Пятидесятипроцентное разрядное напряжение грозового импульса положительной полярности, кВ, не более 700

10 Разрядное напряжение грозового импульса положительной полярности при времени до разряда 1 мкс, кВ, не более 1550

11 Длина искрового промежутка, мм 80012 Среднее разрядное напряжение промышленной частоты в сухом

состоянии и под дождем, кВ, не менее 275

Основные параметры и характеристики ЛР

8

2. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПО ПОВЫШЕНИЮ ГРОЗОУПОРНОСТИ ВЛКонструкция и характеристики ЛР

Вольт-секундные характеристики ЛР в комбинации с гирляндой 14×ПС-70Д изоляторов

9

2. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПО ПОВЫШЕНИЮ ГРОЗОУПОРНОСТИ ВЛКонструкция и характеристики ЛР

Поток отказов в зависимости от удельной энергии ЛР

Функция распределения энергии, поглощаемой ЛР при ударах

молнии в линию

10

2. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПО ПОВЫШЕНИЮ ГРОЗОУПОРНОСТИ ВЛСхемы защиты

Наименование ВЛ Схема расстановки ЛР по фазам

Относительная длина

защищаемого участка ВЛ, %

Ожидаемое удельное число

грозовых отключений, 1/100

км/год, не более

ВЛ 220 кВ «Тында-Дипкун»

67 1,2

ВЛ 220 кВ «НГРЭС-Тында»

791 цепь – 0,92 цепь – 4,4

1,2 цепь – 0,7

11

2. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПО ПОВЫШЕНИЮ ГРОЗОУПОРНОСТИ ВЛУстановка 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

12

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.

13

3. ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИОбщий вид установки ЛР на ВЛ

14

3. ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИОбщий вид установки ЛР на ВЛ

15

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 опытуэксплуатации

по проекту по опытуэксплуатации

«Тында-Дипкун» 6,3 5,8 1,2 1,3

«НГРЭС-Тында 1,2»

1 цепь – 7,92 цепь – 7,9

1,2 цепь – 6,3

1 цепь – 6,72 цепь – 6,1

1,2 цепь – 5,6

1 цепь – 0,92 цепь – 4,4

1,2 цепь – 0,7

1 цепь – 0,82 цепь – 3,8

1,2 цепь – 0,8

16

3. ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ

17

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»

18

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!