МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО РАСЧЕТУ, ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ПРОВЕРКЕ И ПЕРЕВОДУ ВЛ 100 И 220 КВ
С ОДНОСТОРОННИМ ПИТАНИЕМ В НЕПОЛНОФАЗНЫЙ НАГРУЗОЧНЫЙ РЕЖИМ

     
     
     СОСТАВЛЕНЫ электроцехом Уралтехэнерго
     
     Составители: канд.техн.наук В.Н.Казанцев, инж. Л.А.Собов
     
     УТВЕРЖДЕНЫ Заместителем главного инженера ПО "Союзтехэнерго" А.Герром 10 декабря 1979 г.
     
     

ВВЕДЕНИЕ

     
     Анализ повреждений на линиях электропередачи (ВЛ) 110, 220 кВ показывает, что более 60% устойчивых аварийных отключений приходится на однофазные замыкания и обрывы одной фазы ВЛ. На линиях с односторонним питанием эти аварии сопровождаются длительным обесточением потребителей и большим аварийным недоотпуском электроэнергии. Как правило, при авариях остаются отключенными все фазы линии в течение всего времени поиска места повреждения и ремонта. Между тем, переход на работу ВЛ двумя фазами по заранее составленной инструкции позволяет, в большинстве случаев, значительно сократить длительность перерыва энергоснабжения и аварийный недоотпуск электроэнергии потребителям. Кроме аварийных переходов на работу ВЛ двумя фазами, неполнофазный нагрузочный режим может быть предусмотрен как мероприятие, значительно повышающее надежность работы электрической системы, например, при проведении пофазного ремонта линий электропередачи, пофазной плавки гололеда.
     
     Согласно директивным документам [1] всем энергопредприятиям, в ведении которых находятся указанные линии, предлагается провести мероприятия по переводу ВЛ в неполнофазный нагрузочный режим в аварийных условиях и считать длительную ликвидацию аварии вследствие невыполнения указаний [1], развитием аварии по прямой вине руководящего персонала.
     
     Настоящие Методические указания содержат методы расчета, экспериментальной проверки и перевода ВЛ 110, 220 кВ с односторонним питанием в неполнофазный нагрузочный режим.
     
     Методические указания предназначены для служб районных энергетических управлений (РЭУ), производственных энергетических объединений (ПЭО) и предприятий электрических сетей (ПЭС).
     
     

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

     
     1.1. Неполнофазный нагрузочный режим (НФНР) возникает при переводе ВЛ на режим работы две фазы - нейтраль с отключением одной фазы со всех сторон и заземлением нейтралей трансформаторов как на питающей подстанции, так и на всех подстанциях подключенных к данной линии.
     
     1.2. Определение возможности работы ВЛ 110, 220 кВ с односторонним питанием в НФНР и оценка допустимой величины мощности, которую можно передать по линии в этом режиме, проводится в следующей последовательности:
     
     - определяется максимальная величина передаваемой мощности по ВЛ, работающей двумя фазами, исходя из технических требований;
     
     - производится оценка влияний на линии связи и железнодорожную сигнализацию, находящихся в зоне влияния данной несимметрично работающей ВЛ;
     
     - производится анализ работы релейной защиты и автоматики ВЛ, работающей в НФНР;
     
     - основываясь на результатах расчета, проводится экспериментальный перевод ВЛ в режим работы двумя фазами, во время которого уточняются параметры режима и технические мероприятия, позволяющие переводить линию в НФНР в минимальное время, и проводится тренировка или обучение персонала.
     
     На основании проведенной работы разрабатывается диспетчерская инструкция для оперативного и дежурного персонала по переводу линии на работу двумя фазами в аварийных условиях.
     
     1.3. Работы на отключенной фазе ВЛ (пофазный ремонт) в настоящих Методических указаниях не рассматриваются. При необходимости пофазного ремонта эти работы должны проводиться в соответствии с действующими "Правилами техники безопасности при эксплуатации воздушных линий электропередачи напряжением 35 кВ и выше".
     
     

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАКСИМАЛЬНОЙ ВЕЛИЧИНЫ ПЕРЕДАВАЕМОЙ МОЩНОСТИ
В НЕПОЛНОФАЗНОМ НАГРУЗОЧНОМ РЕЖИМЕ

2.1. Общие указания

     
     2.1.1. Повышение требований к обеспечению необходимой надежности электроснабжения потребителей при определенном качестве электроэнергии определяет постановку задачи о целесообразности использования НФНР на линии электропередачи. Основными техническими ограничениями, определяющими допустимую величину мощности, передаваемую по ВЛ в НФНР [2] являются:
     
     - нормы ГОСТ 13109-67, касающиеся отклонений и несимметрии напряжения основной частоты у потребителя [3];
     
     - допустимая несимметрия токов генераторов и крупных синхронных двигателей. Согласно § 33.25 ПТЭ допускается длительная работа с неравенством токов в фазах, не превышающим 10% номинального тока для турбогенераторов и 20% для синхронных компенсаторов и дизель-генераторов. Для гидрогенераторов с системой косвенного воздушного охлаждения обмотки статора допускается разность токов в фазах 20% - при мощности 125 МВ·А и ниже, 15% - при мощности свыше 125 МB·А и 10% для гидрогенераторов с непосредственным водяным охлаждением обмотки статора. Во всех случаях ни в одной из фаз ток не должен превышать номинальный;
     
     - значение тока в нейтрали каждого трансформатора на линии работающей в НФНР. Указанное значение согласно ГОСТ 11677-75 (Трансформаторы силовые. Общие технические условия.) не должно превышать значение номинального тока обмотки ВН.
     
     2.1.2. Для проведения расчетов необходимы следующие данные:
     
     - расчетные схемы замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей электрической сети и всех ее элементов;
     
     - максимальные нагрузки подстанций электрической сети;
     
     - паспортные данные генераторов близлежащих электростанций.
     
     2.1.3. Приведенная методика оценки максимальной величины передаваемой мощности основывается на следующих допущениях:
     
     - аналогично расчетам несимметричных нагрузок считается, что напряжение обратной последовательности на зажимах всех электроприемников, присоединенных к общей распределительной сети, равны, поэтому в большинстве случаев достаточно определить напряжение несимметрии на шинах трансформаторов подстанций подключенных к линии работающей в НФНР*;
________________
     * Текст абзаца соответствует оригиналу. - Примечание .
     

     - вся нагрузка заменяется эквивалентной и приводится к шинам соответствующего напряжения каждой из подстанций, подключенной к линии, работающей в НФНР.
     

     Сопротивления эквивалентной нагрузки [4] принимается
     

;          при номинальном напряжении 6-10 кВ и

     
      при номинальном напряжении 110 кВ и выше.
     
     Зная же структуру комплексной нагрузки потребителя, можно вводить в расчеты более точные значения  [5];
     
     - емкостная проводимость на землю линий электропередачи учитывается только у ВЛ 110 кВ длиной свыше 100 км и у ВЛ 220 кВ - свыше 50 км.
     
     2.1.4. Расчет проводится методом симметричных составляющих. Для каждого рассматриваемого режима расчет начинается с составления схемы замещения для случая разрыва фазы.
     
     2.1.5. Разорванную фазу можно замкнуть, если между точками разрыва включить напряжение , равное разности потенциалов между точками разрыва [6]. Фазные составляющие токов и напряжений в месте разрыва характеризуются соотношениями ; .
     
     2.1.6. Разложением схемы сети с неполнофазным элементом на симметричные составляющие можно получить схемы отдельных составляющих (рис.1), составленные для случая разрыва на линии. Схемы отдельных последовательностей при учете граничных условий можно объединять в комплексную схему замещения (рис.2), в которой схемы отдельных последовательностей включаются параллельно по отношению к месту разрыва. При таком объединении схем отдельных последовательностей удовлетворяется требование равенства нулю суммы токов и равенство между собой напряжений отдельных последовательностей.
     
     

Рис.1. Схема замещения линии при разрыве фазы :

а - прямая последовательность, представленная в виде двух схем; б - обратная последовательность;
 в - нулевая последовательность

Рис.2. Комплексная схема замещения для случая разрыва фазы

     2.1.7. При отключении фазы линии электропередачи с большим количеством отпаек необходимо рассчитывать комплексную схему замещения со всеми точками разрыва. Однако при отключении фазы, имеющей малую протяженность и одну отпайку, можно ограничиваться расчетом с одним разрывом.
     
     2.1.8. При отключении фазы линии, имеющей длину до 100 км, а также не более двух отпаек, при отсутствии ЭВМ расчет может быть проведен по упрощенной модели.
     
     

2.2. Методика расчета максимальной величины передаваемой мощности по ВЛ,
работающей в неполнофазном нагрузочном режиме на ЭВМ

     
     2.2.1. В основу алгоритма положен последовательный расчет серии режимов с учетом ограничений, что позволяет выделить область допустимых режимов. Подобные расчеты удобнее проводить по программе расчета несимметричных электросетей. При отсутствии такой программы используются комплексы программ расчета установившихся режимов и расчета токов коротких замыканий.
     
     2.2.2. Расчет основывается на равенстве ЭДС симметричного режима и режима работы энергосистемы с несимметричным звеном, поэтому перед началом расчета несимметричного режима проводят расчет нормального симметричного режима при заданных нагрузках узлов электрической сети по программе расчета установившегося режима (например, комплекса RGM разработки Уралтехэнерго).
     
     2.2.3. По найденным ЭДС производится расчет токораспределения и напряжения в узлах комплексной схемы. Расчет проводится на ЭВМ по любой программе токораспределений, удовлетворяющей следующим требованиям:
     
     - учет ЭДС по значению и фазе;
     
     - учет полных сопротивлений;
     
     - возможность расчета серии режимов;
     
     - выдача расчетной информации по всем ветвям и узлам схемы.
     
     В качестве подобной программы возможно использование программы расчетов токов коротких замыканий (например, программа У-УI-28, разработанная институтом Электродинамики АН УССР). При этом вся комплексная схема замещения задается как схема прямой последовательности c фиктивной точкой трехфазного короткого замыкания.
     
     Пример расчета величины максимальной мощности, передаваемой по ВЛ, работающей в НФНР, на ЭВМ приведен в приложении 1.
     
     2.2.4. В результате расчета выдаются симметричные составляющие токов и напряжений в ветвях и узлах схемы. По симметричным составляющим определяются фазные и линейные величины по известным соотношениям:
     

                                             (2.1)

     
где  - напряжение  или ток  

     
      - оператор фазы.
     
     2.2.5. Таким образом, получив фазные и линейные значения токов и напряжений для всех узлов и ветвей электросети, получаем для заданных ветвей (рассчитываемой ВЛ, генераторов, трансформаторов) перетоки мощности ()
     

                           (2.2)

     
     или
     

,

     
где и - начало и конец заданной ветви.

     
     2.2.6. Расчет ведется для диапазона нагрузок от максимальной до нуля (например, 100%, 80% и т.д., где - мощность на головном участке ВЛ), при этом нагрузки подстанций изменяются пропорционально нагрузке головного участка ВЛ. На каждом шаге производится расчет токов и напряжений.
     
     2.2.7. Следуя приведенной методике расчета, можно рассчитать отклонение напряжения на всех подстанциях рассматриваемой сети и построить для каждой -ой подстанции графики , где  и , где . Анализ этих зависимостей позволяет решить вопрос о максимальной величине передаваемой мощности, исходя из критерия качества напряжения у потребителя. Точно таким же образом находят зависимости , , где  для всех генераторов и мощных двигателей, а для трансформаторов подстанций .
     
     В результате анализа этих зависимостей находится максимальная величина передаваемой мощности по ВЛ, исходя из несимметрии токов генераторов и допустимости токов нейтралей трансформаторов.
     
     2.2.8. Сравнивая результаты анализа, выбирается мощность, удовлетворяющая трем указанным техническим ограничениям.
     

2.3. Упрощенный метод расчета электрических величин при работе ВЛ в неполнофазном нагрузочном режиме

     
     2.3.1. Основными упрощенными допущениями модели являются:
     
     - учет только реактивных сопротивлений.
     
     В этом случае значения сопротивлений обобщенной нагрузки принимаются
     

, ;

     
     - расчет ведется методом наложения по значению тока головного участка линии;
     
     - расчет ведется с одной точкой разрыва в головном участке рассматриваемой линии.
     
     2.3.2. На основании схем замещения прямой, обратной, нулевой последовательностей (см. рис.1) и комплексной схемы замещения (см. рис.2) составляем следующие отношения:
     

                           (2.3)

     
где , , - результирующие значения сопротивлений схем симметричных составляющих по отношению к точке разрыва.

     
     Применяя способ наложения режима с разрывом фазы на симметричный режим, получаем
     

,                          (2.4)

     
где  - ток в фазе при симметричном режиме.

     
.             (2.5)

     
     Подставляя в это выражение (2.3), получаем выражения для токов отдельных последовательностей
     

                                                      (2.6)

______________
     * Формула соответствуют оригиналу. - Примечание .
     
     Для места разрыва полный ток прямой последовательности равен
     

.                                                   (2.7)

     
     Зная токи симметричных составляющих в головном участке линии, по известным сопротивлениям комплексной схемы замещения рассчитываются симметричные составляющие токов и напряжений во всех узлах и ветвях схемы, а по соотношениям (2.1) фазные и линейные токи и напряжения. В дальнейшем анализ проводится так же, как указано выше.
     
     Пример упрощенного расчета дан в приложении 2.
     
     2.3.3. Сравнение результатов расчета при полном учете сопротивлений и ЭДС при помощи ЭВМ и расчета по упрощенной методике показывает, что погрешность приближенного расчета может достигать значительной величины (до 20%) и растет с числом рассматриваемых элементов схемы. Поэтому при расчете линий электропередачи с числом отпаек более двух или при учете емкостной проводимости ВЛ следует применять расчеты с учетом полных сопротивлений и действительным числом разрыва.
     
     

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ И УЧЕТ ВЛИЯНИЙ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ, РАБОТАЮЩЕЙ
В НЕПОЛНОФАЗНОМ НАГРУЗОЧНОМ РЕЖИМЕ НА ЛИНИИ СВЯЗИ
И ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНУЮ СИГНАЛИЗАЦИЮ

     
     3.1. В условиях работы линии электропередачи в НФНР нарушается симметрия сети и появляются токи нулевой последовательности, проходящие в земле. При этом происходит возрастание электромагнитного и электростатического влияния ВЛ на линии связи и железнодорожную сигнализацию.
     
     3.2. Согласно действующим "Правилам защиты устройств проводной связи, железнодорожной сигнализации и телемеханики от опасных и мешающих влияний линий электропередачи" работа ВЛ с заземленной нейтралью в НФНР разрешается в течение двух часов без уведомления организаций, эксплуатирующих линии связи и железнодорожную сигнализацию. В случае, когда линия работает в НФНР более двух часов, организация, эксплуатирующая ВЛ, обязана сообщить об этом персоналу, эксплуатирующему линии связи и железнодорожную сигнализацию, в установленном порядке, для принятия соответствующих мер.
     
     3.3. Для ВЛ, ширина сближения которых не превышает 300 м, необходим предварительный анализ величин влияний несимметрично работающей ВЛ на линии связи и железнодорожную сигнализацию. ВЛ, работающая в несимметричном режиме, оказывает на цепи линии связи и железнодорожную сигнализацию опасные и мешающие влияния.
     
     3.4. В качестве норм опасного влияния принято максимально допустимое постороннее напряжение в проводах и аппаратуре линии связи и железнодорожной сигнализации, при которых обеспечивается:
     
     а) безопасность работ линейного и станционного персонала, обслуживающего средства связи;
     
     б) сохранность исправного состояния линейных сооружений и аппаратуры;
     
     в) исключение возможности появления ложных сигналов в железнодорожной сигнализации.
     
     3.5. Мешающим называется такое влияние, при котором индуцируемые в цепи связи, железнодорожной сигнализации и телемеханики токи и напряжения могут нарушать их нормальную работу.
     
     3.6. Методы расчета и нормы опасных и мешающих влияний приведены в [7].
     
     3.7. Для расчета опасных и мешающих влияний используется следующая информация:
     
     - совмещенные планы сближения ВЛ, линий связи и железнодорожной сигнализации;
     
     - характеристики и параметры линий связи и железнодорожной сигнализации, представленные организациями эксплуатирующими их;
     

     - удельные сопротивления грунта вдоль трассы ВЛ (определяются по картам удельного сопротивления земли территории СССР).
     
     3.8. Влияющие токи ВЛ принимаются из расчета максимальной величины передаваемой мощности. В случае, когда наведенная ЭДС превышает допустимые значения на 10-15%, необходимо провести расчет при уменьшенной величине передаваемой мощности.
     
     3.9. Так как в расчете влияний применяется большое количество приблизительно определяемых коэффициентов, то весь расчет может быть выполнен с точностью не выше 25-30%, при этом ошибка может быть как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения. Поэтому результаты расчета дают величины, которые обязательно необходимо уточнить при проведении экспериментального перевода ВЛ в НФНР.
     
     

4. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ ПРИ РАБОТЕ ВЛ
В НЕПОЛНОФАЗНОМ НАГРУЗОЧНОМ РЕЖИМЕ

     
     4.1. Несимметрия, появляющаяся при разрыве фазы, является источником напряжений и токов, которые можно разложить на отдельные последовательности, их значения зависят от токов и напряжений предшествующего режима и которые оказывают значительное влияние на работу релейной защиты.
     
     Это вызывает необходимость, в целях обеспечения селективности защит, выполнять их таким образом, чтобы они по принципу действия и по параметрам срабатывания были отстроены от токов и напряжений НФНР. Вместе с тем, должна быть обеспечена чувствительность защит при коротких замыканиях, которые могут возникать при работе линии в НФНР.
     
     4.2. На линиях с односторонним питанием, как правило, устанавливаются:
     
     - токовые отсечки, включенные на фазные токи и токи нулевой последовательности;
     
     - максимальные токовые защиты, включенные на фазные токи и токи нулевой последовательности.
     
     Для выбора тока срабатывания токовой отсечки требуется знать наибольшие токи при КЗ за трансформаторами понижающей подстанции.
     
     Для максимальной токовой защиты, ток срабатывания которой выбирается по условию отстройки от нагрузочных полнофазного и неполнофазного режимов, требуется для оценки ее чувствительности знать наименьшие токи при КЗ за трансформаторами понижающей подстанции.
     
     4.3. Для расчета токов КЗ на линиях с одной отпайкой может быть использован способ определения с помощью расчетных выражений [6]. Общая схема сети приведена на рис.3.
     
     

Рис.3. Схема с коротким замыканием и одновременным разрывом на линии с односторонним питанием

     
     
     4.4. Из анализа работы релейной защиты [6] следует:
     
     1) Для выбора тока срабатывания токовой отсечки, включенной на фазные токи, расчетными (определяющими наибольшие токи) являются:
     
     - замыкания между тремя фазами за трансформатором в полнофазном режиме при ;
     
     - замыкания между фазами В и С за трансформатором в неполнофазном режиме при ,
     

где ;  - суммарные сопротивления до места КЗ (см. рис.3).

     
     2) Для выбора тока срабатывания токовой отсечки, включенной на токи нулевой последовательности, расчетными (определяющими наибольшими токами) являются:
     
     - замыкания между фазами В и С за трансформатором в неполнофазном режиме при ;
     
     - замыкания между тремя фазами в неполнофазном режиме при .
     
     3) Для оценки чувствительности максимальной токовой защиты, включенной на фазные токи, расчетным (определяющим наименьший ток) является замыкание между фазами А и С при любых соотношениях
     

 и .

     
     4) Для оценки чувствительности максимальной токовой защиты, включенной на токи нулевой последовательности и отстроенной от токов нагрузки при работе двумя фазами, расчетными (определяющими наименьшие токи) являются:
     
     - замыкания между тремя фазами за трансформатором в неполнофазном режиме при ;
     
     - замыкания между фазами В и С за трансформатором в неполнофазном режиме при .
     
     Расчетные выражения для всех случаев приведены в таблице.
     
     

Таблица

     
     
     В качестве  может быть взято фазное напряжение шин, от которых питается рассчитываемая линия электропередачи.
     
     4.5. Для проверки коэффициента надежности защит, в большинстве случаев, необходимо знать токи однофазного короткого замыкания одной из работающих фаз при работе линии в НФНР.
     
     Эти величины (при обрыве фазы  с коротким замыканием на фазе ) можно получить из следующих расчетных выражений [6] для схемы, приведенной на рис.3.
     

,

     
 ,

     
 ,

     
,

     
где ,
     
      

          
     ,  .
     
     По найденным симметричным составляющим токов в начале линии по известным выражениям (2.1) находим фазные токи.
     
     4.6. В том случае, когда к линии, работающей двумя фазами, подключено большое количество (более двух) отпаечных подстанций, расчет токов КЗ для различных видов КЗ, проводимый по расчетным выражениям, дает большую погрешность. Поэтому для получения более точных данных используют расчет на ЭВМ по комплексным схемам замещения.
     
     4.7. В связи с тем, что в случаях неоднократных несимметрий комплексные схемы замещения для отдельных повреждений не должны быть электрически связаны, использование симметричных составляющих представляет определенную трудность, так как они в матрицах проводимостей содержат комплексные коэффициенты типа  и . Согласно [8] для сложных видов несимметрий наиболее удобным является применение метода несимметричных составляющих, которые, позволяя представить симметричные трехфазные элементы сети, имеют в матрицах преобразования для получения фазных величин только действительные коэффициенты.
     
     4.8. В ряде случаев, особенно при расчете величин для релейной защиты, целесообразно использовать систему несимметричных составляющих [8], которую обозначим  и матрица преобразований для которой имеет вид
     

                     
     Эта система обладает следующими свойствами:
     
     1) Для симметричных трехфазных элементов сети сопротивления, учитываемые в схемах  и , совпадают с сопротивлениями прямой (обратной) последовательности симметричных составляющих, а сопротивления схемы  совпадают с сопротивлениями схемы нулевой последовательности симметричных составляющих. Это представляет удобство при переходе от соотношений в системе симметричных составляющих к соотношениям в системе несимметричных составляющих .
     
     2) В схеме  действуют напряжения и токи нулевой последовательности, используемой в методе симметричных составляющих.
     
     Использование метода несимметричных составляющих позволяет использовать программы расчета токораспределения в случаях неоднократной несимметрии, что позволяет облегчить процесс расчета.
     
     4.9. Более подробно соединение схем отдельных несимметричных составляющих для различных видов КЗ при обрыве одной фазы линии, а также методы расчета их на ЭВМ приведены в [8].
     
     4.10. Найденные фазные токи и напряжения во всех точках сети позволяют провести анализ работы релейной защиты и сделать выводы о необходимости изменения уставок (как при обычном анализе работы релейной защиты).
     
     

5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ ПЕРЕВОД ВЛ В НЕПОЛНОФАЗНЫЙ
НАГРУЗОЧНЫЙ РЕЖИМ     

     5.1. Целью испытаний линии в НФНР является уточнение расчетных данных, экспериментальная проверка работы ВЛ, оборудования подстанций, электростанций и потребителя в НФНР, определение величины помех на линии связи и железнодорожную сигнализацию, попадающие в зону влияния несимметрично работающей ВЛ, а также подготовка оперативно-диспетчерского и эксплуатационного персонала к быстрому переводу ее в режим работы двумя фазами.
     
     5.2. Для этого во время проведения экспериментального перевода ВЛ в НФНР предусматривается:
     
     1. Проведение измерений отклонения напряжения на шинах подстанций, присоединенных к данной линии, и, если это возможно, у ответственных потребителей.
     
     2. Проведение измерений токов прямой и обратной последовательностей на генераторах ближайших электростанций.
     
     3. Проведение измерений уровней опасных и мешающих влияний на близлежащих линиях связи и железнодорожной сигнализации.
     
     4. Проверка правильности отстройки релейной защиты от токов неполнофазного режима.
     
     5. Наблюдение за работой оборудования при работе линии в НФНР и контроль за величиной тока в нейтралях трансформаторов.
     
     5.3. Перед проведением испытаний ВЛ необходимо провести следующие работы:
     
     - проверить фазировку испытываемой линии;
     
     - проверить целостность заземления нейтралей всех трансформаторов;
     
     - определить места разрыва фазы конкретно для каждой подстанции (фаза линии, имеющая пофазное управление, отключается выключателями, линейными разъединителями или отделителями, при отсутствии пофазного управления разрыв может быть осуществлен, в зависимости от местных условий, путем демонтажа любого из спусков соответствующей фазы к разъединителю, демонтажа участка шин соответствующей фазы между линейным разъединителем и выключателем и т.д.). Необходимые для этих операций кратковременные отключения линии должны производиться в соответствии с действующими "Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок электрических станций и подстанций".
     
     5.4. Экспериментальный перевод проводится по программе.
     
     Программа разрабатывается диспетчерской службой и службой релейной защиты и автоматики на основании результатов предварительного расчета и должна предусматривать:
     
     - время и сроки испытаний;
     
     - место и последовательность проведения необходимых измерений;
     
     - обеспечение связи с измерителями и с представителями предприятий, эксплуатирующими линии связи, на которых необходимо проводить измерения опасных и мешающих влияний на линии связи и железнодорожную сигнализацию;
     
     - последовательность проведения эксперимента;
     
     - ограничения, при достижении которых проведение эксперимента прекращается;
     
     - необходимые изменения релейной защиты и автоматики.
     
     Рекомендуемая программа экспериментального перевода ВЛ 110 кВ в НФНР приведена в приложении 3.
     
     5.5. На основании результатов испытаний диспетчерская служба разрабатывает для оперативного персонала инструктивные указания по переводу линии на работу двумя фазами в аварийных режимах, в которых указывается величина предельно-передаваемой мощности по ВЛ, места разрыва фазы, порядок перевода ВЛ в НФНР и необходимый объем перестройки релейной защиты.
     
     5.6. Для ускорения перевода в НФНР для каждой линии необходимо провести следующие мероприятия:
     
     - предусмотреть простейшие релейные устройства, позволяющие определить поврежденную фазу;
     
     - предусмотреть пофазное управление выключателем или разъединителем питающей стороны и разъединителями приемных подстанций;
     
     - разработать и выполнить на линии и других элементах, где это необходимо, перестройку релейной защиты и автоматики, позволяющую осуществить перевод линии на работу двумя фазами без задержки на подготовку устройств РЗАИ к работе.
     
     

Приложение 1

ПРИМЕР РАСЧЕТА ВЕЛИЧИНЫ МАКСИМАЛЬНОЙ МОЩНОСТИ ПЕРЕДАВАЕМОЙ
ПО ВЛ, РАБОТАЮЩЕЙ В НФНР, НА ЭВМ

     Расчетная схема и схема замещения приведены на рис.П1-1 и П1-2.
     
     Результаты одного из расчетов приведены на рис. П1-2.
     
     

Рис.П1-1. Расчетная схема для определения максимальной величины передаваемой мощности по ВЛ,
работающей в НФНР

     Примечание. Значения сопротивлений приведены к =115 кВ

Рис.П1-2. Комплексная схема замещения для расчета НФНР на ЭВМ по программе расчетов токов КЗ:

 Ом    =100 Ом

Рис.П1-3. Результаты расчета НФНР на линии при передаче по ней 6,5 МВТ    

     Примечание. Значения токов и напряжений приведены =115 кВ.

     
Приложение 2

ПРИМЕР УПРОЩЕННОГО РАСЧЕТА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН
ПРИ РАБОТЕ ВЛ В НФНР

     
     Вычислим напряжение и токи на линии с односторонним питанием при разрыве фазы  по данным, приведенным на рис.П2-1.
          
     

_______________
     * Соответствует оригиналау. - Примечание .
     

Рис.П2-1. Расчетная схема линии электропередачи с односторонним питанием при разрыве фазы  

     Расчет выполняется методом симметричных составляющих. Пользуясь принципом наложения, совмещаем два режима: полнофазный нагрузочный режим (до возникновения разрыва) и дополнительный режим с разрывом. Расчет выполняется в величинах, отнесенных к базисному напряжению =115 кВ.
     
     Сопротивление энергосистемы
     

 Ом;    ;    Ом.

     
     Сопротивление линии электропередачи
     

 Ом;  Ом.

     
     Сопротивление трансформатора
     

 Ом.

     
     Сопротивление нагрузки принимаем для установившегося режима =120%. =35%.
     

 Ом,

 Ом.

     
     Определяем суммарные сопротивления отдельных последовательностей
     

, Ом,

     
, Ом,

     
, Ом.

     
     Комплексная схема замещения линии для дополнительного режима при разрыве фазы  представлена на рис.П2-2.
          
     

Рис.П2-2. Комплексная схема замещения линии для дополнительного режима при разрыве фазы  

     
     
     Следует еще раз отметить, что определяемые токи обратной и нулевой последовательности для дополнительного режима являются действительными токами в исходной схеме, так как в схеме полнофазного режима они отсутствуют. Между тем действительный ток прямой последовательности  определяется сложением тока прямой последовательности дополнительного режима  с током предшествующего полнофазного нагрузочного режима
     

.

     
     Исходя из выражений (2.6), получаем
     

,

     
,

     
.

     
     Действительный ток прямой последовательности
          

     
     ,
     

     
     Определяем напряжение на шинах 110 кВ приемной подстанции
          

     
     Тогда
         

     
     Точно так же изменяя нагрузку в диапазоне от 100% до 20%, строим зависимости  и  рис.П2-3 от величин передаваемой мощности, и ;  и  от величины передаваемой мощности рис.П2-4.
     
     

Рис.П2-3. Графики зависимости напряжений от величины передаваемой мощности по ВЛ,
работающей в НФНР

Рис.П2-4. Графики зависимости токов от величины передаваемой мощности по ВЛ,
работающей в НФНР

     
     
     Из анализа этих графиков следует, что для данного примера ограничением служит ток в нейтрале трансформатора. Для трансформатора -25 МB·А номинальный ток высшей обмотки равен 120 А. Следует, что величина передаваемой мощности не может превышать 60%  или 14,4 МВ·А.
     
     Проведем расчет для анализа релейной защиты как следует из таблицы для данной схемы
     

Приложение 3

     
ПРИМЕРНАЯ ПРОГРАММА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ПЕРЕВОДА ВЛ 110 кВ В НФНР

     
1. Общая часть

     
     Целью испытаний является экспериментальное определение величины максимального перетока по ВЛ в НФНР. Результаты испытаний позволяют сделать вывод о возможности и целесообразности применения НФНР на данной ВЛ с целью повышения надежности электроснабжения потребителей и дать практические рекомендации по ведению такого режима.
     

    
     Оперативное руководство испытаниями осуществляет дежурный диспетчер.
     
     За три дня до проведения испытаний предупреждаются организации, эксплуатирующие линии связи и железнодорожную сигнализацию, находящиеся в зоне влияния испытуемой ВЛ (ЭТУС; управление железной дороги и т.д.), о сроках и характере испытаний для проведения персоналом этих предприятий измерения опасных и мешающих влияний.
     
     Успешное проведение испытаний зависит от организации связи ДС с объектами. Непосредственно перед началом испытаний проводится проверка связи.
     
     Испытания проводятся в течение 8-10 ч и прекращаются:
     
     - при аварии в энергосистеме;
     
     - при нарушении связи диспетчера с объектами;
     
     - при получении сообщения о серьезном нарушении производственного процесса у потребителей;
     
     - при получении сообщения о недопустимых величинах опасных и мешающих влияний на линии связи и железнодорожную сигнализацию.
     

2. Порядок проведения испытаний

     
     1. За час до начала испытаний проводится проверка готовности измерителей и сверка часов с диспетчером ДС.
     
     2. Заземляются нейтрали трансформаторов на тех подстанциях, где они были отключены, и проверяется целостность заземлений нейтралей для всех подстанций.
     
     3. По команде диспетчера проводятся измерения фазных и линейных напряжений и токов на подстанциях и близлежащих электростанциях, а такие величин опасных и мешающих влияний при симметрично работающей ВЛ.
     
     4. Линия отключается.
     
     5. Подготавливается работа релейной защиты согласно расчетам службы РЗА.
     
     6. Разбирается фаза "..."на всех подстанциях в "голове" линии (например, в случае отсутствия пофазного управления включателями и разъединителями можно снимать шлейф между трансформатором тока 110 кВ и линейным разъединителем).
     
     7. Линия включается в НФНР без нагрузки.
     
     8. По команде диспетчера измеряются токи по значению и фазе, фазные и линейные напряжения во всех точках измерений, в том числе - нейтралях трансформаторов. Результаты измерений передаются на ДП.
     
     9. По команде дежурного диспетчера измеряются величины опасных и мешающих влияний на линии связи. Результаты передаются на ДП.
     
     10. Увеличивается переток по ВЛ на 1-2 мВ·А до достижения максимальной величины передаваемой мощности.
     
     11. При каждом шаге увеличения перетока мощности по команде диспетчера проводятся работы, указанные в пп.8, 9.
     
     12. Дальнейшее увеличение перетока по ВЛ производится по усмотрению руководителя испытания и дежурного диспетчера.
     
     13. Команду на отмену измерений и прекращение испытаний дает дежурный диспетчер по согласованию с руководителем испытаний.
     
     14. После окончания испытаний ВЛ отключается и переводится в нормальный симметричный режим.
     

3. Таблица измерений токов и напряжений на стороне ___ кВ подстанции

при работе линии 110 кВ "______" в НФНР

Перечень литературы

     
     1. Сборник директивных материалов. Электрическая часть. М., "Энергия", 1971.
     
     2. Казанцев В.Н., Собов Л.А. Определение предела передаваемой мощности линии электропередачи в неполнофазном режиме. В сб. труды УПИ им.С.М.Кирова, N 217, Свердловск, 1973.
     
     3. ГОСТ 13109-67. Электрическая энергия. Нормы качества электрической энергии и ее приемников, присоединенных к электрическим сетям общего назначения.
     
     4. Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах. М., "Энергия", 1970.
     
     5. Жуков В.З., Неклепаев Б.Н. Эквивалентные сопротивления обратной последовательности узлов комплексной нагрузки. "Электричество" N 10, 1975.
     
     6. Чернин А.Б. Вычисление электрических величин и поведение релейной защиты при неполнофазных режимах в электрических системах. М., "Госэнергоиздат", 1963.
     
     7. Правила защиты устройств проводной связи, железнодорожной сигнализации и телемеханики от опасного и мешающего влияния линий электропередачи, ч.1, М., "Энергия", 1966, ч.2, М., "Связь", 1972.
     
     8. Чернин А.Б., Лосев С.Б. Основы вычислений электрических величин для релейной защиты при сложных повреждениях в электрических системах. М., "Энергия", 1971.
     
     
     

Текст документа сверен по:
/ Министерство энергетики и электрификации СССР. -
М.: СПО Союзтехэнерго, 1980