Принципиальные схемы и основные способы плавки гололеда переменным током

 

Принципиальная схема плавки гололеда на проводах ВЛ переменным током включает в себя:

·   схему источника питания (ИП) установки плавки гололеда (УПГ), состоящей из коммутационной аппаратуры для сборки схемы плавки, измерительных трансформаторов, устройств контроля, управления, релейной защиты и диагностики УПГ с обогреваемой ВЛ;

·   схему соединения фазных проводов воздушной линии электропередачи при плавке.

Местом размещения УПГ является, как правило, подстанция, от которой предусматривается поочередная плавка гололеда на отходящих линиях. Возможны также схемы с последовательно соединенными линиями, в которых рассматриваемая ВЛ подключается к «электрически удаленной» подстанции с УПГ. При этом в зависимости от конкретных условий, схемы и параметров электрической сети гололед плавится либо одновременно на всех последовательно соединенных ВЛ (совмещенная плавка гололеда), либо только на одной из них. В последнем случае плавка гололеда на одной из ВЛ может сочетаться с профилактическим обогревом, препятствующим гололедообразованию на проводах других ВЛ.

Для плавки гололеда часто используется обходная система шин, к которой поочередно подключаются обогреваемые линии. При отсутствии обходной системы шин целесообразно ее выполнение, так как наличие таких шин существенно упрощает сборку схемы плавки гололеда, сокращает общую длительность режима плавки. Подача напряжения от источника питания на обходные шины обычно производится через ячейку плавки. Ячейка плавки должна иметь усиленную конструкцию, выбранную по наибольшему току плавки, необходимую защиту, схему управления выключателями и пофазный контроль тока.

В зависимости от схемы источника питания и схемы соединения проводов ВЛ плавка гололеда на фазных проводах переменным током может производиться следующими способами:

·   короткого замыкания- когда обогреваемую линию закорачивают с одного конца, а с другого к ней подключают источник питания, мощность которого достаточна, чтобы обеспечить протекание требуемого тока плавки;

·   встречного включения фаз - при котором фазные провода на противоположных концах ВЛ подключаются к различным по величине или (и) по фазе напряжениям источников питания;

·   перераспределения нагрузок в электрической сети с помощью специальных схемно-режимных мероприятий с целью повышения токовой нагрузки ВЛ, провода которой подлежат обогреву, до необходимой величины;

·   наложения токов, когда с помощью специально устанавливаемого оборудования, например, вольтодобавочного трансформатора, на рабочий ток накладывается дополнительный ток, создаваемый в контуре, частью которого является обогреваемая ВЛ.

Наибольшее распространение в электрических сетях энергосистем получил способ плавки гололеда током короткого замыкания как наиболее простой и эффективный, позволяющий максимально автоматизировать процесс сборки схемы плавки и восстановления нормальной работы электрической сети, что особенно важно при создании автоматизированных систем управления плавкой гололеда (АСУ ПГ).

Достоинством плавки гололеда по способу короткого замыкания является простота схемы и минимальное количество оперативных переключений. Следовательно, не требуется значительных затрат времени на сборку и разборку схемы плавки. Для закорачивания фаз или установки заземлений при сборке схем плавки рекомендуется предусматривать стационарные коммутационные аппараты.

Плавка гололеда способом встречного включения фаз. Схемы плавки, реализующие этот способ, обеспечивают одновременную плавку гололеда уравнительными токами на всех трех фазах за один цикл и могут применяться на ВЛ, соединяющих две подстанции, имеющие мощные связи по линиям высокого напряжения или параллельные линии, а также в кольцевой схеме электрической сети.

В общем случае протекание необходимых для плавки гололеда уравнительных токов обеспечивается за счет различия по величине или (и) сдвига по фазе векторов напряжений на смежных концах обогреваемой линии. При этом напряжение плавки определяется выражением

 

,

 

где  - напряжения по концам разомкнутой ВЛ;  - угол сдвига между векторами напряжений .

Плавка гололеда способом перераспределения нагрузок не получила широкого распространения в электрических сетях, так как ток плавки, зависящий от режима энергосистемы, и необходимые схемно-режимные мероприятия, с помощью которых он достигается, нельзя однозначно определить заранее. Этот способ не всегда может гарантированно обеспечить плавку гололеда из-за возможных в процессе эксплуатации электрических сетей схемных или режимных ограничений. Его использование более целесообразно для профилактического обогрева фазных проводов ВЛ при сохранении обогреваемой линии в эксплуатации.

Способ наложением токов практического применения не получил.

 

 

Выбор схемы

 

В схеме плавки способами трехфазного короткого замыкания индуктивное сопротивление  равно индуктивному сопротивлению линии прямой последовательности :

 

.

 

Активное сопротивление

 

,

 

где  - удельное сопротивление фазного провода линии, Ом/км.

Тогда комплексное сопротивление

 

,

 

где  - комплексное сопротивление линии прямой последовательности при частоте 50Гц.

 

3.7.1 Выбор схемы плавки гололеда на ВЛ 3-ВЛ 5, 35 кВ
с проводом АС-95/16 длиной 19,2 км

Исходные данные:

·   индуктивное сопротивление ВЛ прямой последовательности по табл.5,1

Ом /км;

·   активное сопротивление провода по табл.5,1

Ом /км;

Сопротивлениями источников питания пренебрегаем: .

Расчетные токи:

Максимально допустимый ток плавки

А,

ток 40-минутной плавки

А,

при скорости ветра v=40 м/с,

температуре воздуха Jв=-5 °С.

Решение:

1. способом трехфазного короткого замыкания

 

Кв

 

что меньше необходимого тока плавки.

 

2. При двухфазном коротком замыкании и схеме соединения проводов «фаза-две фазы»;

 

 

Это значение тока плавки удовлетворяет, значит данная схема плавки может быть принята к использованию.