для каких участков вл следует проводить измерения расчеты значений наведенного напряжения

Определение наведенных напряжений в сетях 0,38–10 кВ

Рубрика: Технические науки

Дата публикации: 15.12.2017 2017-12-15

Статья просмотрена: 2696 раз

Библиографическое описание:

Васильева, Т. Н. Определение наведенных напряжений в сетях 0,38–10 кВ / Т. Н. Васильева, М. С. Ерузаев, А. А. Харьков. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2017. — № 50 (184). — С. 32-36. — URL: https://moluch.ru/archive/184/47183/ (дата обращения: 31.10.2021).

Рассмотрены вопросы определения наведенного напряжения в электрических сетях напряжением 0,38–10кВ с использованием методического указания по наведенному напряжению на отключенных воздушных линиях, находящихся вблизи действующих линий.

Ключевые слова: воздушная линия электропередачи, наведенное напряжение, действующая линия, схема замещения.

При эксплуатации воздушных линий (ВЛ) электропередачи особое внимание необходимо уделять возможности поражения персонала, осуществляющего их техническое обслуживание и ремонт, напряжением, наведенным в отключенных линиях, проходящими вблизи действующих линий. Наведенные напряжения условно подразделяются на электростатическую (емкостное влияние) и электромагнитную (индуктивное влияние) составляющие, [1,2,3]. Электростатическая составляющая зависит от величины напряжения на ВЛ. Она обуславливается емкостными связями между проводами и землей, может достигать значений нескольких киловольт. Однако, её снижение до безопасной величины возможно за счет достаточно простых мероприятий по заземлению линий. Большинство несчастных случаев связано с воздействием электростатической составляющей наведенного напряжения, появляющейся при отсутствии заземлений на отключенной ВЛ. Чем выше напряжение влияющей линии, тем выше электростатическая составляющая. Электромагнитная составляющая определяется в зависимости от тока нагрузки на влияющей ВЛ. Она зависит от расстояний между отключенной и влияющей линиями, их длины, конфигурации участков сближения, а также параметров контура протекания тока. Электромагнитная составляющая достигает меньших значений, чем электростатическая, но снизить её ниже 25 В значительно сложнее, а в некоторых случаях невозможно. Чем выше ток нагрузки на влияющей линии, тем выше электромагнитная составляющая.

Целью работы является анализ нормативных данных о влиянии линий напряжением 10кВ, 35 кВ и 110 кВ на ВЛ 10кВ и прогнозирование по ним влияния ВЛ 10 кВ на ВЛ 0,38 кВ.

Методика исследования. Был осуществлен анализ существующей методики расчета наведенного напряжения в отключенных линиях, проходящих вблизи действующих линий. При определении значений наведенного напряжения используется схема замещения, которая представляет собой источник электродвижущей силы Е₁, сопротивление Z₁ участка ВЛ, ограниченного заземлениями на подстанции R_з1 и на опорах линии (рис 1).

Рис. 1. Схема замещения для расчета наведенных напряжений на участке ВЛ, заземленной в двух точках

ЭДС Е₁, наводимая на участке ВЛ x, ограниченном двумя заземлениями, которые находятся в пределах выделенного участка, определяется [] по выражению:

где — значение расчетной функции (таблица 1), [1,2].

Значение функции F(a) приводится только для отключенной ВЛ 10–35 кВ при влиянии линий различных классов напряжений от 35 до 750кВ в зависимости от расстояния между осями ВЛ;

, м — расстояния между отключенной и i-ой ВЛ, оказывающей влияние линии;

, км — протяженность участков влияющей ВЛ, которые наводят напряжение;

кА — значения максимального тока, протекающего по i-ой влияющей ВЛ;

— множество линий, оказывающих влияние на отключенную ВЛ на рассматриваемых участках.

Значения наведенного напряжения зависит от сопротивления заземляющих устройств на рабочих местах , и определяются по выражениям, [1]:

(1)

(2)

где — сопротивление ВЛ на участке, ограниченном двумя заземлениями, установленными на расстоянии друг от друга. Коэффициент определяется по таблице 1, [1].

Результаты исследований. Значения зависят от напряжения на отключенной линии и от расстояния между ВЛ. С учетом перечисленных факторов построен график зависимости изменения наведенного напряжения в отключенной воздушной линии от расстояния между ней и воздушными линиями напряжением 10, 35, 110 кВ (рис.2).

С увеличением напряжения в сети отключенной линии при одном и том же расстоянии численное значение уменьшается, а в точке прогиба ниже всех оказывается график для ВЛ с наименьшим напряжением.

Для исследования влияния линии напряжением 10 кВ на отключенные воздушные линии напряжением 10, 35, 110 кВ находим отношения приращения наведенного напряжения к приращению расстояния между линиями и отношение этой величины к значению напряжения в сети влияющей линии.

Рис. 2. Графики зависимости наведенного напряжения в ВЛ 10, 35, 110 кВ от расстояния между линиями

С целью упрощения записи введем обозначения:

изменение приращения наведенного напряжения при приращении расстояния между линиями

= ;

удельное наведенное напряжение при приращении расстояния между линиями по отношению к номинальному напряжению линии

= .

Построены зависимости (рис. 3, рис. 4) изменения приращения наведенного напряжения для различных значений номинального напряжения линии при расстояниях между линиями от 5 до 30 м. Изображение графиков зависимости для расстояния между линиями, равного 35 м и более, бессмысленно, так как при данном масштабе линии сольются.

Зависимость имеет сложный характер. Для расстояния между линиями, равного 5 и 10 м, это убывающая функция, при больших расстояниях — возрастающая.

Рис. 3. Изменение приращения наведенного напряжения для различных значений номинального напряжения в линии

Рис. 4. График изменения удельного наведенного напряжения для различных значений номинального напряжения в линии

График изменения удельного наведенного напряжения для различных значений номинального напряжения в линии является убывающей функцией для всех значений расстояния между линиями.

По полученным линиям определены математические функции, описывающие полученные линии тренда (таблица 1):

Уравнения линий тренда

Расстояние между линиями, a_i, м

Уравнение для

Источник

Для каких участков вл следует проводить измерения расчеты значений наведенного напряжения

СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ ОАО «ФСК ЕЭС»

Методические указания по определению наведенного напряжения на отключенных воздушных линиях, находящихся вблизи действующих ВЛ

Дата введения 2009-01-22

Сведения о нормативно-техническом документе

РАЗРАБОТАН: Общество с ограниченной ответственностью «ВЛ спецэнерго» (ООО «ВЛ-спецэнерго»).

ИСПОЛНИТЕЛИ: Барг И.Г., Бессолицын А.В., Попов В.А., Толстунов В.И., Чичинский М.И.

ВНЕСЕН: Департаментом технического аудита, Дирекцией технического регулирования и экологии ОАО «ФСК ЕЭС».

УТВЕРЖДЕН: Распоряжением ОАО «ФСК ЕЭС» от 22.01.2009 N 20р

ВВЕДЕН взамен Методических указаний по измерению наведенных напряжений на отключенных ВЛ, проходящих вблизи действующих ВЛ напряжением 35 кВ и выше и контактной сети электрифицированной железной дороги переменного тока (М. СПО ОРГРЭС, 1993 г.).

Введение

Изложены условия возникновения наведенных напряжений, приводится характеристика схем заземления отключаемых ВЛ и измерений наведенных напряжений.

В МУ определены точки на отключенной ВЛ, где имеют место наибольшие значения наведенных напряжений, приводится содержание программы проведения измерений, требования к составу персонала, проводящего измерения, меры обеспечения безопасности, технологическая последовательность проведения измерений.

Предложена расчетная модель для предварительной оценки величин наведенного напряжения на отключаемой ВЛ, приведен перечень необходимых исходных данных для расчетов.

Настоящие МУ разработаны взамен Методических указаний по измерению наведенных напряжений на отключенных ВЛ, проходящих вблизи действующих ВЛ напряжением 35 кВ и выше и контактной сети электрифицированной железной дороги переменного тока (М. СПО ОРГРЭС, 1993 г.), с учетом результатов измерений величин наведенных напряжений на ВЛ в ряде энергосистем РФ (Свердловэнерго, Челябэнерго, Ленэнерго, Архэнерго, Пермьэнерго, Псковэнерго, Костромаэнерго, Саратовэнерго, Смоленскэнерго, Нижновэнерго, МЭС Урала, МЭС Центра, МЭС Северо-Запада и др.), Украины, Белоруссии и Казахстана, теоретических и экспериментальных исследований, расчетов по специально разработанным программам.

1 Общие положения

1.2 МУ устанавливают порядок определения и технологию измерений наведенных напряжений, выполняемых в целях:

составления перечня ВЛ или участков, соответствующих понятию ВЛ, находящихся под наведенным напряжением, регламентируемому Правилами;

разработки схем установки заземлений:

— на отключенной ВЛ, находящейся под наведенным напряжением, при проведении работ на проводах и грозозащитных тросах;

— на грозозащитных тросах неотключенной ВЛ;

разработки организационных и технических мер обеспечения безопасности персонала, работающего на отключенной ВЛ, находящейся под наведенным напряжением.

1.3 МУ предназначены для персонала энергопредприятий, осуществляющих техническое обслуживание и ремонт ВЛ, а также строительно-монтажных организаций, ведущих работы вблизи действующих ВЛ, и специализированных организаций при разработке проектов производства работ (ППР), методов и технологий строительства и ремонта ВЛ.

1.4 Положения настоящих МУ распространяются на проведение измерений наведенных напряжений на:

проводах и грозозащитных тросах отключенной ВЛ;

грозозащитных тросах ВЛ, находящейся под напряжением;

проводах и грозозащитных тросах ВЛ, сооружаемой вблизи действующих ВЛ.

2 Оценка значений наведенного напряжения

2.1 Наведенным напряжением называется разность потенциалов между проводящими частями электроустановок (ВЛ или оборудования ПС) и точкой нулевого потенциала, возникающая в результате воздействия электрического и магнитного полей, создаваемых расположенными вблизи электроустановками, находящимися под напряжением. Электрическое поле характеризуется электростатической составляющей, зависящей от напряжения влияющих ВЛ и емкостных связей рассматриваемых ВЛ, и электромагнитной составляющей, зависящей от тока во влияющих ВЛ, расстояний между отключенной и влияющими ВЛ, длин и конфигурации участков сближения и параметров контура протекания тока.

2.2 В соответствии с Правилами персонал, обслуживающий ВЛ, должен иметь Перечень линий, которые после отключения находятся под наведенным напряжением.

Предусматривается следующий порядок составления Перечня:

2.2.1 Проводится анализ топографической схемы электрической сети энергопредприятия.

2.2.1.1 Отмечаются направления перетоков мощности по влияющим ВЛ и возможные максимальные значения передаваемой мощности (тока) по ним.

2.2.1.2 Отмечаются места изменения взаимного расположения ВЛ, места транспозиции фаз.

2.2.2 На основе рассмотрения схем и характеристик ВЛ, учета расстояний между ВЛ различных номинальных напряжений, проходящих во взаимной близости, производится эксплуатационная оценка линий, которые могут находиться под наведенным напряжением. Одновременно следует использовать результаты измерений, выполненных в предыдущие годы при определении наведенного напряжения.

2.2.3 В Перечень вносятся ВЛ (их участки), значение наведенного напряжения на которых превышает 25 В, а также ВЛ, сооруженные на двухцепных (многоцепных) опорах. В отдельном разделе Перечня указываются ВЛ (их участки) с грозозащитным тросом, на котором имеет место наведенное напряжение, когда рассматриваемая ВЛ находится в работе.

2.3 Для предварительной оценки и пересчета полученных в результате измерений значений наведенного напряжения используется упрощенная расчетная методика. Ее применение позволяет сократить количество необходимых измерений.

Исходными данными для расчетов являются длина ВЛ, расстояния между осями трасс ВЛ на участках сближения, в том числе в местах, где двухцепные ВЛ переходят на разные трассы, наибольшие значения сопротивлений контуров заземления ПС и опор (с учетом коэффициента сезонности) по концам линий и на границах участков, а также максимальные значения токов, которые могут возникнуть во влияющих ВЛ после аварийного отключения одной или нескольких линий в прилегающей сети.

Расстояния между ВЛ и на границах участков устанавливаются:

по исполнительной документации;

по результатам аэросканирования;

путем натурных измерений (наземными способами).

2.4 Для сетей любой конфигурации расчет значений наведенного напряжения на отключенной ВЛ производится по универсальной схеме замещения, приведенной на рис.1.

Рисунок 1 Схема замещения для расчета значения наведенного напряжения на отключенной ВЛ

Значение наведенного напряжения определяется по формуле:

, (2.1)

Определение параметров универсальной схемы замещения производится на примере топографической схемы сети, приведенной на рис.2.

Рисунок 2 Топографическая схема сети

Для точки, расположенной на расстоянии » » от ПС-1 (рис.2), параметры схемы замещения определяются по выражениям:

, (2.2)

, (2.3)

Проводимости участков » » и » » отключенной ВЛ определяются соответственно по выражениям:

, (2.4)

, (2.5)

Проводимость заземления на месте работ определяется по формуле:

(2.6)

Номинальное напряжение отключенной ВЛ, кВ

Источник

Порядок определения величины наведенного напряжения

Схема и порядок измерений величины наведенного напряжения и ее перерасчета на наибольший ток влияющей ВЛ утверждается техническим руководителем на основании требований, изложенных в данном разделе.

Наведённое напряжение определяется путём измерения потенциала провода относительно точки нулевого потенциала.

Работа по измерению величины наведенного напряжения выполняется по наряду-допуску навыведенной в ремонт и заземленной в РУ и на рабочем месте ВЛ. Непосредственно измерение выполняется после отключения заземления, установленного на рабочем месте. В графе «отдельные указания» наряда-допуска должна быть внесена запись, разрешающая отключения заземления на время измерений.

Измерения следует производить на ВЛ в местах, где можно ожидать наибольшие значения наведённых напряжений (рис. 15):

в начале и в конце ВЛ на первых опорах, установленных вне РУ;

в точках изменения взаимного расположения ВЛ;

в точках разделения двухцепныхВЛ на одноцепные;

в местах транспозиций на отключенной или влияющей ВЛ.

Рис. 15. Места ожидаемых наибольших значений наведённого напряжения

Величина наведенного напряжения определяется на отключенной и заземленной в РУ ВЛ.

На тупиковых ВЛ 6-20 кВ или отпайках ВЛ, которые при выводе в ремонт могут быть отключены и заземлены только с одной стороны, измерение проводится по схемам заземления, при котором ВЛ выводится в ремонт.

Измерение наведенного напряжения на отключенной ВЛ при отсутствии заземлений выполняется в исключительных случаях для определения электростатической составляющей наведенного напряжения. Подобные измерения могут быть необходимы для оценки возможности безопасного выполнения работ на строящейся или демонтируемой ВЛ и в других случаях, когда отсутствует электрическая связь с РУ или сложно выполнить надежное и качественное заземление.

Повторные измерения должны выполнятся при изменении трасс ВЛ, строительстве или демонтаже влияющих ВЛ, реконструкции с изменением пропускной способности и при определении возможности безопасного выполнения работ в изменившихся условиях отключения и заземления (монтаж, демонтаж провода изменение схем заземлений и др.).

Наведенное напряжение измеряется относительно электрода, устанавливаемого на расстоянии не менее 20 м от заземляющих устройств и заглубленного в грунт не менее чем на 0,5 м. Установка электрода на расстоянии не менее 20 м необходима для исключения влияния потенциала опоры, соединенной по грозотросу с заземляющим устройством РУ, которое в свою очередь соединено с заземленным проводом ВЛ. Измерительный электрод может быть размещён в любом направлении относительно ВЛ. Рекомендуется установка электрода перпендикулярно оси ВЛ для исключения влияния на схему измерения потенциала, наведенного в соединительном проводнике. На ВЛ без грозозащитного троса или с изолированным грозозащитным тросом наведенное напряжение может измеряться относительно заземляющего устройства опоры.

Для переключения измерительных схем используется трехфазный трехпозиционный или двухпозиционных переключатель (рис. 16). Уровень изоляции переключателя – не менее 1 кВ. При измерении по схемам без заземления ВЛ уровень изоляции должен быть рассчитан на максимальное значение электростатической составляющей наведенного напряжения, но не менее 10 кВ. В случае применения двухпозиционного переключателя, подключение измерительного прибора производится поочередным прикосновением к контактам переключателя с помощью изолирующей штанги. Использование двухпозиционного переключателя менее безопасно и не позволяет проводить измерение суммы фаз. Управление коммутационным аппаратом выполняется пофазно с помощью изолирующей штанги класса напряжения, соответствующего классу напряжения ВЛ в диэлектрических перчатках. Требование к классу напряжения изолирующей штанги объясняется необходимостью выполнения работ при отсутствии переносного заземления на рабочем месте.

В схеме измерения применяются соединительные проводники с изоляцией, рассчитанной на напряжение не менее 1 кВ. При проведении измерений без заземления ВЛ изоляция соединительных проводников, устанавливаемых без изоляторов, должна быть рассчитана на величину электростатической составляющей, но не менее 10 кВ.

Для измерений наведенного напряжения на заземленной ВЛ может быть использован вольтметр переменного тока с верхним пределом измерения до 1 кВ. Применение приборов с автоматическим переключением пределов измерений позволяет значительно повысить безопасность работ. Входное сопротивление вольтметра, применяемого для измерений на заземленной ВЛ, должно быть не менее 1 кОм.

Для измерений наведенного напряжения без заземления ВЛ применяются киловольтметры. Верхний предел измерения прибора выбирается в зависимости от класса напряжения влияющих ВЛ. Входное сопротивление киловольтметра должно составлять не менее 1 МОм.

В связи с относительно низким сопротивлением обмоток недопустимо применение измерительных трансформаторов.

Рекомендуется применять специальные измерители наведенного напряжения. Например, измеритель наведённого напряжения ИНН-15 производства ООО «Электроприбор» г. Краснодар или аналогичные. Измерение наведенного напряжения с использованием специальных измерителей, состоящих из изолирующих штанг, выполняется без применения коммутационных аппаратов. В зависимости от габаритов и конструктивного исполнения ВЛ данные измерения допускается выполнять с подъемом на высоту, либо непосредственно с поверхности земли (рис. 16).

Измерительные приборы должны быть включены в реестр средств измерений и пройти метрологическую поверку.

При измерении наведенного напряжения (в т.ч. с использованием специальных измерителей) важно обеспечить соблюдение безопасных расстояний до токоведущих частей, находящихся под наведенным напряжением, а также не допускать касания проводящих частей (заземляющего провода) измерителя.

Если не исключена опасность прикосновения к проводу частями тела или применяемым оборудованием необходимо применять шунтирующие (электропроводящие) комплекты специальной одежды для защиты от наведенного напряжения.

При проведении измерений должны фиксироваться дата, время, место, фаза, схема измерения и нагрузки на каждой из влияющих ВЛ для последующего расчета максимально возможного значения.

Измерение рекомендуется проводить при возможно больших нагрузках влияющих ВЛ, что повышает точность измерений. Измерение напряжения наведенного от контактной сети железной дороги необходимо выполнять в момент прохождения электропоезда. Измерение наведенного напряжения при незначительных нагрузках (менее 20-25% номинальной) влияющих ВЛ приводит к ошибочным результатам. В подобных случаях на результат измерений оказывает значительное влияние электростатическая составляющая, которую не удалость полностью снизить из-за сопротивлений провода и заземляющих устройств, особенно в середине ВЛ.

При последующем пересчете измеренных значений на максимальный ток влияющих ВЛ ошибочно корректируется и электростатическая составляющая измеренного значения, независящая от тока влияющих ВЛ, что приводит к завышенным значениям.

Измерение выполняется в следующей последовательности:

ВЛ отключается и заземляется, устанавливается переносное заземление на рабочем месте (в целях безопасности в рамках подготовки рабочего места);

на диэлектрические коврики устанавливается переключатель и измерительные приборы;

на расстоянии не менее 20 м от опоры и других заземляющих устройств в землю заглубляется измерительный электрод;

собирается схема, соответствующая рисунку 17 (при измерении по схемам без отключения заземлений ВЛ киловольтметр не требуется);

заземленные измерительные провода подключаются к проводам ВЛ;

снимается переносное заземление, установленное на рабочем месте;

с использованием изолирующей штанги и переключателя выполняется отключение заземления измерительных проводов и их поочередное соединение с измерительным прибором. Перебором вариантов заземления или разземления проводов и подключения измерительного прибора выбирается схема с максимальным значением наведенного напряжения.

При необходимости определения значения наведенного напряжения при различных схемах заземления и без заземлений ВЛ измерение продолжить в следующем порядке:

отключается заземление в первом РУ и проводится измерение наведенного напряжения по схеме без заземления в первом РУ;

с помощью изолирующей штанги отключается вольтметр от схемы измерения для исключения его повреждения высоким напряжением;

отключается заземление во втором РУ и проводится измерение на незаземленной ВЛ при помощи киловольтметра. Если измеренное напряжение не превышает допустимое значение для вольтметра, он подключается к схеме;

включается заземление в первом РУ;

с помощью изолирующей штанги подключается ранее отключенный вольтметр и проводится измерение наведенного напряжения по схеме без заземления во втором РУ;

включается заземление во втором РУ;

после проведения необходимых измерений при помощи переключателя заземляются измерительные провода, устанавливается ПЗ на рабочем месте, отключаются измерительные провода от ВЛ и разбирается схема измерения.

На ВЛ, имеющих более двух РУ, измерения выполняются аналогично.

По окончании измерений рассчитывается значение наведенного напряжения при наибольшем рабочем токе влияющей линии U_макс, В

где, U_изм— измеренное напряжение, В;

За наибольший рабочий ток принимается максимальное значение пропускной способности ВЛ.

Для тупиковых ВЛ максимальное значение может быть ограничено пропускной способностью трансформаторов или другого оборудования. В тех случаях, когда пропускная способность значительно превышает максимально возможный ток, что приводит к необоснованно завышенным расчетным значениям наведенного напряжения, по решению технического руководителя допускается использовать максимально возможный ток с учетом всех допустимых режимов работы сети в периоды максимума нагрузки.

При прохождении отключенной ВЛ в коридоре нескольких влияющих ВЛ:

где, I_{общ.макс}– сумма максимально возможных значений токов, протекающих по влияющим ВЛ:

I_{общ.изм}– сумма максимально возможных значений токов, протекающих по влияющим ВЛ в момент измерения:

В случае изменения значения наибольшего рабочего тока влияющей ВЛ необходимо произвести пересчет наведенного напряжения, используя полученные при измерениях значения.

Пересчет электростатической составляющей, измеряемой на незаземленной ВЛ, на максимальный ток влияющей ВЛ не требуется. Существует вероятность значительного роста электростатической составляющей относительно измеренного значения при отключении участка линии, который не проходит параллельно влияющей ВЛ. Опасное значение электростатической составляющей возможно при монтаже и демонтаже провода, когда смонтированные участки заземляются не в РУ, а по трассе ВЛ.

На основе произведенных измерений, пересчитанных на максимальный ток, должен быть составлен перечень ВЛ, находящихся под наведенным напряжением. В перечне указывается наименование отключенной ВЛ, наименование влияющих ВЛ, схема отключения и заземления, при которой проводились измерения и значение наведенного напряжения при данной схеме.

При проведении ремонтных работ необходимо учитывать, что в перечне ВЛ, находящихся под наведенным напряжением, указываются только те линии, на которых значение наведенного напряжения более 25 В при заземлении в РУ. В случае отключения или некачественной установки заземлений или при разрыве провода возможен значительный рост наведенного напряжения на ВЛ, в т.ч. на линиях, не указанных в Перечне.

На незаземленных или некачественно заземленных ВЛ возможно появление электростатической составляющей наведенного напряжения более 25 В.

Включение значения величины наведенного напряжения в перечень ВЛ, находящихся под наведенным напряжением, полученных исключительно расчетным путем (без измерения величины наведенного напряжения в установленном порядке) не разрешается. Допускается проведение предварительного (оценочного) расчета значения наведенного напряжения в следующих целях:

предварительная оценка необходимости проведения измерений;

анализ и выбор наиболее безопасных схем заземлений ВЛ;

определение опасности наведенного напряжения на строящейся ВЛ;

определение наведенного напряжения в случае, если в нормальном режиме невозможно создать нагрузку на влияющей ВЛ (точка раздела транзита двух параллельных линий в одном РУ, нагрузка возможна только в аварийном режиме);

Методика расчета определяется в зависимости от условий и целей расчета и утверждается в установленном порядке.

Дата добавления: 2018-05-12 ; просмотров: 2170 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник