CC BY
31
ТЕХНОЛОГ1ЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ВИРОБНИЦТВА, ПЕРЕРОБКА ПРОДУКТ1В ТВАРИННИЦТВА ТА ÏX ЗБЕР1ГАННЯ
TECHNOLOGICAL ENSURING OF PRODUCTION, PROCESSING OF PRODUCTS OF ANIMAL ORIGIN AND THEIR PRESERVATION
УДК 621.311.4:551.5
Бшкевич T.B., студент 4 курсу IECK © E-mail: [email protected]
Нацюналънийутверситет «Лъвгвсъка полтехшка»
ВИБ1Р МОДЕЛ1 ОПОРИ П0В1ТРЯН01Л1Н11ЕЛЕКТРОПЕРЕСИЛАННЯ НАПРУГОЮ 35-220 KB ПРИ АНАЛ131 ГРОЗОВИХ ПЕРЕНАПРУГ
Здтснено anani3 п'яти eapianmie розрахунковог схемы замщення опори повтряног лтп електропересилання. Метою даного анал1зу е выключения вар1ацп елемент1в схемы, ям маютъ найбыъшый вплыв на точшстъ результату розрахунку тлъкостг грозовых вымкненъ лтп. BidMinnocmi резулътат1в розрахункгв у ргзных моделях проыюстроват залежностямы напруг на ¿¡рляндах iзолятор1в eid часу. Щ залежност1 представлет для ргзных napaMempie iмпулъав блыскавкы i onopie заземления опор. За резулътатамы розрахункгв кращою схемою замщення опоры е схема з розосередженою тдуктывтстю, без урахування тдуктывностеы траверс. Результаты розрахункгв для цге! схемы практычно iдентычш результатам для бмъш «детальных» схем замщення. Бона е быъш простою для опысу в моделг (у pa3i аналтычного розрахунку тлъкостг грозовых вымкненъ), i гг застосування дозволяе тдвыщыты швыдтстъ розрахунку (пры чыселъному моделюванш nepexidnoso процесу в лтп).
Ключов1 слова: модель опоры лтп електропересылання, блыскавкозахыст, атмосферна перенапруга, onip заземления.
© Науковий KepiBHHK - ст.викл. каф. ЕСМ Лщак I.B. Бшкевич Т.В., 2014
3
УДК 621.311.4:551.5
Бинкевич Т.В., студент 4 курса ИЕСК
Националъныйуниеерситет «Львовская политехника»
ВЫБОР МОДЕЛИ ОПОРЫ ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ ЕЛЕКТРОПЕРЕСИЛАННЯ НАПРЯЖЕНИЕМ 35-220 KB ПРИ АНАЛИЗЕ ГРОЗОВЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ
Осуществлен анализ пяти вариантов расчетной схемы замещения опоры воздушной линии электропередач. Целью данного анализа является исключение вариации элементов схемы, которые имеют наибольшее влияние на точность результата расчета количества грозовых отключений линии. Различия результатов расчетов в различных моделях проиллюстрированы зависимостями напряжений на гирляндах изоляторов от времени. Эти зависимости представлены для различных параметров импульсов молнии и сопротивлений заземления опор. По результатам расчетов лучшей схемой замещения опоры является схема с рассредоточенной индуктивностью, без учета индуктивностей траверс. Результаты расчетов для этой схемы практически идентичны результатам для более «детальных» схем замещения. Она является более простой для описания в модели (в случае аналитического расчета количества грозовых отключений), и ее применение позволяет повысить скорость расчета (при численном моделировании переходного процесса в линии).
UDC 621.311.4:551.5
Binkevych TV, 4 th year student
National University "Lviv Polytechnic"
PILLARS OF CHOICE MODELS AIR LINES ELEKTROPERESYLANNYA VOLTAGE 35-220 KV AT THE ANALYSIS OF LIGHTNING
OVERVOLTAGE
The analysis of five options calculated equivalent circuit overhead towers of transmission line. The purpose of this analysis is the exclusion of the variation of circuit elements that have the greatest impact on the accuracy of the result of calculating the number of lightning turned off line. Differences between the results of calculations in different models illustrated dependency on voltage insulators garlands of time. These dependencies are presented for different parameters and lightning impulse grounding resistance of towers. The calculations support the best equivalent circuit is a circuit with inductance dispersed, without inductances traverse. The results of calculations for this scheme is almost identical to the results for a more "detailed" circuits. It is simpler to describe the model (in the case of the analytical calculation of the number of lightning off), and its use can increase the speed of calculation (in numerical modeling of the transition process in line).
4
Вступ. Зниження числа вщключень високовольтних пов1тряних лшш (ПЛ) е важливим завданням сучасно! електроенергетики. Значна частка вщключень ПЛ (до 60%) е наслщком атмосферних перенапруг. Як вщомо, надшшсть електрично! системи в цшому залежить вщ надшност1 И компонента. Найбшьш вразливими е лшп електропересилання, оскшьки внаслщок велико1 протяжное^ вони найбшьше пщдаються впливу р1зних атмосферних явищ.
Для оцшки ефективносп засоб1в грозозахисту, в тому числ1 й альтернативних засоб1в (наприклад, шдвкка ОПН на опорах ПЛ), що використовуються в раз1 недостатньо! грозостшкост1 лшп [1], широко застосовуються р1зш розрахунков1 методики.
Вщ вибору модел1 опори в значнш м1р1 залежать результати розрахунку надшност1 грозозахисту, а саме показника кшькост1 грозових вщключень ПЛ на р1к. Варто зазначити, що саме на опор1 вщбуваеться перекриття лшшно! ¿золяци, тобто даний елемент е прюритетним у питаниях грозозахисту.
В подальшому виклад1 матер1алу будуть проанал1зоваш кшька вар1ант1в екв1валентно! розрахунково! схеми опори. Метою даного дослщження е встановлення, яю допущения \ якою м1рою впливають на штегральний результат (кшькють грозових вщключень лшп), тобто визначити, якими елементами схеми можна знехтувати без попршення точност1 розрахунку.
Матер1али та методи
Пор1вняння виконано для наступних п'яти схем замщення опори:
1) найпростша з точки зору моделювання схема - замщення активним опором розтжання струму в землю без урахування шдуктивностей тша опори (рис.1, а). Розрахунок перехщного процесу в такш схем1 не вимагае розв'язку диференцшних р1внянь, зважаючи на вщсутшсть реактивних елемент1в;
2) схема з зосередженою повно! шдуктившстю тша опори, без урахування шдуктивностей траверс (рис.1, б) [2];
3) схема (рис.1, в), на вщмшу вщ попередньо! схеми, враховуе ¿ндуктивност1 м1ж траверсами, тобто траверси мають р1зний потенщал;
4) схема з урахуванням ¿ндуктивностей траверс (рис.1, г). По сут1, напруги I струми в такш модел1 будуть вщр1зняти вщ розрахованих за попередньою схемою тшьки теля перекриття прлянди ¿золятор1в (спрацьовування ОПН), коли по траверс! опори починае текти струм. Тому, до перекриття лшшно! ¿золяцп результат для схем, зазначених на мал.1, в I г буде однаковий;
5) схема, що враховуе емност1 дшянок тша опори. 1ндуктившсть тако! дшянки розбиваеться на дв1 р1вш половини, I м1ж ними включаеться емнють на землю (рис.1, д).
5
ГГ
т
х"
а)
-
^ I
з
1-
J
■/77777УГГ ТТТТТТТТТТ -ТТТТТТТТГ ГТТТТУТФ •//
Пл.
1 ±
л
ВТ ч*
/г'
д)
Рисунок 1. Модел1 опор ПЛ
1ндуктившсть дшянки тша опори визначаеться з висоти опори к за формулою
де Ь П0Г - погонне значения шдуктившст1 опори (0.6-0.8 мкГн / м). Для схеми на рис.1, д, погонна емшсть становить 12-32 пФ / м. У грунтах з питомим опором менше 5000-10000 Ом м навпъ при ¿мпульсах з довжиною фронту порядку декшькох м1кросекунд емшсш струми
6
вщносно мши в пор1внянш з1 струмами провщностг У цьому випадку схема замщення заземления буде м1стити тшьки шдуктивност1 I провщност1 (активш опори).
При довжинах промешв бшьше 10 м шдуктившсть трохи збшьшуе отр заземления опор. 3 шшого боку, при великих ¿мпульсних струмах напружешсть електричного поля поблизу заземлювача досягае критично! величини I в грунт1 виникае дуго-та ккроутворення, що зменшуе отр заземлювача опори. Тому будемо вважати, що наведен! фактори взаемно компенсують один одного в першому наближенш, в розрахунках можна в якост1 ¿мпульсного опору заземления використовувати постшне значения активного опор розтжання.
Вщмшност1 результата розрахунюв у р1зних моделях прошюстроваш залежностями напруг на прляндах ¿золятор1в вщ часу. Ц1 залежност1 представлен! на рис.2 для р1зних параметр1в ¿мпульЫв блискавки I опор1в заземления опор. Значения струму блискавки в розрахунках вибиралося таким, щоб напруги на прляндах ¿золятор1в не викликали перекритта.
Ыд.кН 1200
ид, кВ
ЗОи
Роз пшена шдуктнвшсть, 1нд>'ктнвн1сгь та емнкть
Зосереджена 1ндуктнв.н1сть
Активный шр
2 3 4 5 '
а) тсЪ = 1 мкс, Ом
Актив
С хемн з
ьле мента. «и
С 0.5 1 I 5 2 2.5 :3 3.5 4
в) = 1 МКС, Ом
Ё мк
О 1 -а е В Ю 12 Ы 1Е
б) Т(Ь = 8 мкс, Ом
а 1Ш 12 1*4 1в
!. мкс
г) — а мкс, Ом
Рисунок 2. Напруги на верхнш прлянд1 волято|Мв для р1зних схем
замщення опори ПЛ
3 малюнк1в видно, що результата дещо р1зняться м1ж собою. Ця вщмшшсть залежить вщ величини опору заземления опори, так як активний отр змшюе постшну часу схеми. Також вщмшшсть тим бшьше, чим коротша
7
довжина фронту ¿мпульсу блискавки, так як реактивш елементи «реагують» на висою частота набагато сильшше, шж на низью. Тому найбшьш вщр1зняються результатн при низькому опор1 заземления опори та вплив1 блискавки з коротким фронтом (рис.2, а). При великих опорах заземления опори \ пологих фронтах результат для р1зних моделей практично однаковий (рис.2, г). Однак за будь-яких розрахункових параметрах, результат для модел1 з урахуванням вс1х шдуктивностей (рис.1, г) I модел1 з емшстю (рис.1, д) фактично один I той же, зважаючи на малу величину погонно! емност1 тша опори на землю.
Для оцшки впливу шдуктивностей траверс розглядаемо напруги на цих шдуктивностях (рис.3). Напруга мае велим тков1 значения при р1зкш змш1 струму через шдуктившсть (при перекритп прлянди ¿золятор1в та прихщ вщбитих хвиль вщ сусвдшх опор). Однак дшче значения напруги невелике I становить приблизно 45 кВ. Тому вплив ¿ндуктивност1 траверси на струм у фазному провод! при перекритп лшшно! ¿золяцп незначний (рис. 4).
и, кВ
Рисунок 3. Напруга на ¡ндуктивносп траверси
Кшькють грозових вимкнень, отриманих при розрахунках на моделях з р1зними схемами опор, представлено на рис.5. Розб1жшсть в результатах для схем рис.1, а 1 б, досить велика, особливо при малих значениях опору опор, 1 може досягати 50-70% (рис.6). Однак з1 зростанням опору заземления опор, через змши постшно! часу, результати для р1зних моделей стають ближчими один до одного. Розб1жшсть результапв для схем рис.1, в, г I д, не перевищуе 2%. Кшьккть грозових вимкнень лшл, розраховане у модел1 з розосередженою шдуктившстю (рис.1, в), таке ж, як1 в найповшшш модел1 (рис.1, д).
Таким чином, кращою схемою замщення опори е схема з розосередженою ¿ндуктившстю (рис.1, в), без урахування ¿ндуктивностей траверс. Результати розрахунюв для ще! схеми практично щентичш результатам для бшьш «детальних» схем замщення. Вона е бшьш простою для опису в модел1 (у раз1 анал1тичного розрахунку кшькосп грозових вимкнень), I И застосування дозволяе пщвищити швидкють розрахунку (при чисельному моделюванш перехщного процесу в лшп).
8
Рисунок 4. Струм дуги при перекритп лшшно*1 ¡золяцн з урахуванням ¡ндуктивносп траверс (1) та без врахування (2)
N ящкл 20 16 16 14 12 10
шдуктивтсть та емшсТь
одйа шдуктившсть
активний ошр
j_i_i_¡_
10 16 20 2Б 30 35 40 45 £0 65 Е0 35 70
—' роп, ом
Рисунок 5. Кшьккть грозових вщключень ПЛ для р1зних моделей опори
9
Рис.6. Вщмшшсть результатов, отриманих при розрахунках в рпннх моделях, ввд результате найбшьш повно!" модел1 опори ПЛ (враховус вс1 ¡ндуктивносп1 емност1 тша опори)
Висновки:
Зниження числа вщключень високовольтних пов1тряних лшш (ПЛ) е важливим завданням сучасно! електроенергетики. Значна частка вщключень ПЛ (до 60%) е наслщком атмосферних перенапруг. Як вщомо, надшшсть електрично! системи в цшому залежить вщ надшност1 И компонентов. Найбшьш вразливими е лшп електропересилання, оскшьки внаслщок велико1 протяжное^ вони найбшьше пщдаються впливу р1зних атмосферних явищ.
Вщ вибору модел1 опори в значнш м1р1 залежать результати розрахунку надшност1 грозозахисту, а саме показника кшьюсп грозових вщключень ПЛ на р1к. Варто зазначити, що саме на опор1 вщбуваеться перекриття лшшно! ¿золяци, тобто даний елемент е прюритетним у питаниях грозозахисту.
В статп проанал1зоваш кшька вар1ант1в екв1валентно! розрахунково! схеми опори. Метою даного дослщження було встановлення, яю допущения \ якою м1рою впливають на штегральний результат (кшьшсть грозових вщключень лшп), тобто визначити, якими елементами схеми можна знехтувати без попршеиия точност1 розрахунку.
За результатами дослщжень, кращою схемою замщення опори е схема з розосередженою ¿ндуктившстю (рис.1, в), без урахування ¿ндуктивностей траверс. Результати розрахуиюв для ще! схеми практично щеитичш результатам для бшьш «детальних» схем замщення. Вона е бшьш простою для опису в модел1 (у раз1 анал1тичного розрахунку кшькост1 грозових вимкнень), I !! застосування дозволяе пщвищити швидюсть розрахунку (при чисельному моделюванш перехщиого процесу в лшп).
10
Л1тература
1 Правила улаштування електроустановок. 2-ге вид., перероб. I доп. - X.: Форт, 2009.-736 с.
2 Kokkonen M. Development of Lightning Protection for Covered Conductor, ICCC, 2000, pp. 137-159.
3 Kuffel, E., Zaengl, W. S. High Voltage Engineering. Pergamon Press, Great Britain, pp. 356.
4 P. Chowdhuri, A.K. Mishara, P.M. Martin, "The effects of nonstandard lightning voltage waveshapes on the impulse strength of short air gaps," IEEE Transactions on power delivery, Vol. 09, No. 4, pp.1991-1999, 1994.
5 William A. Chisholm John G. Anderson Lightning and Grounding EPRI AC Transmission Line Reference Book—200 kV and Above, Third Edition. pp.157.
6 РД 34.45-51.300-97. Объем и нормы испытаний электрооборудования.
7 Лщак I. В. Оцшка надшноси схем грозозахисту пов1тряних лшш електропересилання / / I. В. Лщак, Т. В. Бшкевич // Bích. Нац. ун-ту "Льв1в. полп-ехнка". - 2014. - № 736.
8 Руководство по защите электрических сетей 6-1150 кВ от грозовых и внутренних перенапряжений / под науч. ред. акад. РАН Н.НТиходеева. 2-е изд. СПб: Изд-во ПЭИПК Минтопэнерго РФ, 1999
9 International Electrotechnical Commission Recommendations for lightning arresters. Part I : Non-linear type arresters. Publication 99-1, Central office of the IEC, Geneva, 1958.-pp. 65-83
10 International Electrotechnical Commission Recommendations for lightning arresters. Part I : Non-linear type arresters. Third draft of revision of Publication 99, Central office of the IEC, Geneva, 1963. -pp. 25-37.
Рецензент - д.т.н., професор Щж Б.Р.
11
