ГОСТ Р 59965-2021 Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Электрические сети. Системы плавки гололеда на проводах и грозозащитных тросах линий электропередачи. Выбор и обоснование принципиальных технических решений

ГОСТ Р 59965-2021

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Электрические сети

СИСТЕМЫ ПЛАВКИ ГОЛОЛЕДА НА ПРОВОДАХ И ГРОЗОЗАЩИТНЫХ ТРОСАХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Выбор и обоснование принципиальных технических решений

United power system and isolated power systems. Electrical networks. Ice-melting systems on conductors and ground-wire cable of the overhead transmission line. The choice and basis of principal technical solutions

ОКС 29.240.01

Дата введения 2022-03-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Открытым акционерным обществом "Научно-исследовательский институт по передаче электроэнергии постоянным током высокого напряжения" (ОАО "НИИПТ") и Обществом с ограниченной ответственностью "ТМК-Центр" (ООО "ТМК-Центр")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 016 "Электроэнергетика"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 23 декабря 2021 г. N 1837-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)

1 Область применения

1.1 Настоящий стандарт устанавливает методы выбора и обоснование принципиальных технических решений для систем плавки гололеда на проводах и грозозащитных тросах (без встроенного оптического кабеля) воздушных линий электропередачи и воздушных участков кабельно-воздушных линий электропередачи от 6 до 500 кВ.

1.2 Настоящий стандарт устанавливает требования к разработке оборудования для установок плавки гололеда, унификации процесса проектирования систем плавки гололеда в целях уменьшения затрат при проектировании, внедрении и эксплуатации систем плавки гололеда.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 839 Провода неизолированные для воздушных линий электропередачи. Технические условия

ГОСТ 3062 Канат одинарной свивки типа ЛК-О конструкции 1·7(1+6). Сортамент

ГОСТ 3063 Канат одинарной свивки типа ТК конструкции 1·19(1+6+12). Сортамент

ГОСТ Р МЭК 60617-DB-12M Графические символы для схем (в формате базы данных)

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины, определения, обозначения и сокращения

3.1 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.2 грозозащитный (молниезащитный) трос: Проводник, заземленный непосредственно или через искровые промежутки, расположенный над фазными проводами воздушной линии электропередачи и предназначенный для защиты от поражений молнией.

3.1.3 плавка гололеда: Метод борьбы с гололедом за счет нагревания проводов и грозозащитных тросов воздушной линии электропередачи протекающим по ним током.

3.1.4 "пляска" проводов (тросов): Устойчивые периодические низкочастотные [(0,2-2) Гц] колебания провода (троса) в пролете с односторонним или асимметричным отложением гололеда (мокрого снега, изморози, смеси), вызываемые ветром скоростью от 3 до 25 м/с и образующие стоячие волны (иногда в сочетании с бегущими) с числом полуволн от 1 до 20 и амплитудой от 0,3 до 5 м.

3.1.5 тиристорный трехфазно-трехфазный преобразователь: Преобразователь трехфазного переменного тока в импульсы постоянного тока в трех фазах линии электропередачи.

3.1.6 профилактический подогрев: Метод предотвращения гололедообразования за счет нагревания проводов протекающим по ним током.

3.1.7 максимально допустимый ток плавки: Ток, нагревающий провод в установившемся режиме на участках без гололеда до предельно допустимой температуры по условию сохранения прочности при максимальной температуре воздуха и минимальной скорости ветра.

3.1.8 ток профилактического подогрева: Ток, предотвращающий отложение гололеда на проводах линии электропередачи благодаря поддержанию положительной температуры провода.

3.1.9 ток T-минутной плавки: Ток, обеспечивающий проплавление гололедного отложения в течение T мин.

3.2 Обозначения и сокращения

В настоящем стандарте применены следующие сокращения и обозначения:

4 Основные положения

4.1 Последствия отложения гололеда, изморози, мокрого снега на проводах и грозозащитных тросах линий электропередачи в сочетании с ветровыми нагрузками

Последствия отложения гололеда, изморози, мокрого снега на проводах и грозозащитных тросах ЛЭП в сочетании с ветровыми нагрузками:

- нарушение допустимых расстояний между грозозащитным тросом и проводом, фазными проводами, а также проводом и землей;

- сближение грозозащитных тросов и проводов при их подскоке вследствие неодновременного сброса гололеда;

- "пляска" проводов (грозозащитных тросов) и износ сцепной арматуры;

- обрыв проводов и грозозащитных тросов;

- падение и разрушение опор.

Классификация видов гололедных осадков:

Примечание - В дальнейшем, для простоты описания, все виды гололедных образований именуются гололедом.

4.2 Районирование по гололеду и ветровому давлению

Районирование по гололеду и ветровому давлению выполняют в соответствии с ПУЭ [1] и требованиями [2].

Таблица 1 - Нормативная толщина стенки гололеда

Районы по ветровому давлению приведены в таблице 2.

Рисунок 1 - Возможные формы гололедно-изморозевых отложений а), б), в) и эквивалентная им цилиндрическая форма гололеда г)

4.3 Расчетные параметры гололеда и ветрового давления

Таблица 3 - Коэффициент зависимости эквивалентной толщины стенки гололеда от высоты расположения проводов

Примечание - Высота расположения проводов более 25 м от поверхности земли относится только для отдельных пролетов в горах и при пересечении с реками.

Таблица 4 - Коэффициент зависимости эквивалентной толщины стенки гололеда от диаметра провода

При несимметричном эллиптическом отложении диаметр цилиндрического гололедного отложения вычисляют по формуле

Таблица 5 - Коэффициент зависимости ветрового давления от высоты

Расчетную температуру воздуха при гололедообразовании для территории с высотными отметками местности не более 1000 м над уровнем моря принимают равной минус 5°С, при этом для районов со среднегодовой температурой минус 5°С и ниже рекомендуется минус 10°С. Для горных районов с высотными отметками свыше 1000 м до 2000 м температуру рекомендуется принимать равной минус 10°С, более 2000 м рекомендуется минус 15°С. В тех районах, где при гололеде наблюдается температура ниже минус 15°С, ее рекомендуется принимать по фактическим данным.

При плавке гололеда возможный диапазон температуры воздуха - от 0°С до минус 20°С.

4.4 Наблюдение за гололедообразованием, сигнализация и прогнозирование гололедоопасной обстановки

Для строящихся ЛЭП классом напряжения 220 кВ и выше, на которых организуется плавка гололеда, должна быть установлена АИСКГ. Для строящихся ЛЭП классом напряжения 110 кВ и ниже необходимость установки АИСКГ и способ контроля за образованием гололеда должны определяться при проектировании на основании технико-экономического расчета с учетом наличия СПГ, а также наличия точек контроля гололедообразования АИСКГ на других ЛЭП в районе прохождения строящейся ЛЭП.

4.5 Общие сведения о плавке гололеда на проводах и грозозащитных тросах линий электропередачи

4.5.1 Плавка гололеда постоянным и переменным током на проводах и грозозащитных тросах - одно из обязательных мероприятий по повышению эксплуатационной надежности при чрезвычайных гололедно-ветровых ситуациях согласно требованиям [2].

4.5.2 Виды объектов плавки гололеда электрическим током:

- провода отключенной от сети ЛЭП от 6 до 110(220) кВ;

- провода отключенной от сети ЛЭП от 220 до 500 кВ;

- провода ЛЭП без отключения от сети;

- изолированные от опор (далее - изолированные) грозозащитные тросы;

- многократно заземленные грозозащитные тросы.

5 Расчетные величины для определения параметров плавки гололеда

5.1 Параметры плавки гололеда

К параметрам плавки гололеда относят:

- напряжение УПГ;

Примечание - При расчетах параметров плавки гололеда в тросах следует применять формулы для расчета плавки гололеда в проводах, используя параметры для тросов;

- уровни напряжения в прилегающей сети при плавке гололеда;

5.2 Расчетные условия для определения параметров плавки гололеда

- быть достаточным для расплавления гололеда в течение промежутка времени не более 60 мин на участке линии, для которой предназначена плавка, с проводом (грозозащитным тросом) наибольшего сечения исходя из значений максимальной толщины стенки гололеда и наихудших метеоусловий (минимальная температура воздуха, максимальная скорость ветра с направлением, перпендикулярным оси провода).

Для выполнения этого требования необходимо обеспечить выполнение следующих условий:

- по решению технического руководителя эксплуатирующей организации - разработчика ППГ допускается разработка и применение СПГ с временем проплавления гололеда на участке с проводом (грозозащитным тросом) наибольшего сечения при нормальных условиях охлаждения провода (грозозащитного троса) за время более 60 мин при условии, что время плавки гололеда в наихудших условиях составляет менее 60 мин;

- не должны превышаться значения, допустимые по условию нагрева провода (грозозащитного троса) наименьшего сечения из используемых в СПГ, с учетом возможного отсутствия на определенном участке данного провода гололедных отложений при расчетных метеоусловиях согласно приложению А (таблицы А.1.1-А.35.1) и приложению Б (таблицы Б.1-Б.3). Для выполнения этого требования необходимо обеспечить условие

- не должны превышаться значения, допустимые для электрооборудования СПГ с учетом перегрузочной способности в соответствии с действующими нормативными документами и инструкциями заводов-изготовителей, а также настоящим стандартом (для исключения перегрузки по току выше допустимой, элементы оборудования могут быть зашунтированы на период плавки гололеда). Для выполнения этого требования необходимо обеспечить условие

- не должны превышаться наименьшие расстояния между проводами ВЛ и землей или пересекаемым объектом, допустимые на время плавки (таблицы 6, 7);

- уровни напряжения для оборудования электрических станций и сетей не должны выходить за допустимые значения.

5.3 Расчетные величины для определения параметров плавки гололеда

Расчетные величины для определения параметров плавки гололеда:

Существующие способы определения расчетных величин:

- аналитический по уравнениям расчета выделяемой энергии в проводнике, расходуемой на нагрев провода и плавление гололеда, а также отводимой в окружающую среду;

- графоаналитический с использованием графиков, построенных для проводов различных марок и выборочных значений климатических параметров.

В приложении А приведены для проводов марок от АС 70/11 до АС 600/72:

Для расчета параметров плавки гололеда рекомендуется использовать методику, согласованную эксплуатирующей организацией.

5.4 Определение расчетных величин плавки гололеда

а) наихудшие условия охлаждения:

б) нормальные условия охлаждения:

- по специализированным программам;

- по таблицам А.1.1-А.34.1 приложения А и приложению Г с применением метода линейной интерполяции;

- по методике, согласованной эксплуатирующей организацией.

Дополнительно при формировании программ плавки гололеда должны быть учтены условия охлаждения провода, характерные для территории, по которой проходит ЛЭП, в т.ч. для участков ЛЭП, на которых провод не наименьшего сечения.

где максимально допустимая температура:

На время плавки с учетом ее кратковременности и напряжения плавки, меньшего по отношению к номинальному напряжению ВЛ, допускаемые расстояния между проводами и землей и пересекаемыми объектами приведены в таблицах 6 и 7. В случае, если напряжение плавки равно номинальному напряжению ВЛ, допустимые расстояния между проводами и землей и пересекаемыми объектами должны соответствовать требованиями той документации, по которой была спроектирована, сооружена или реконструирована ВЛ.

Таблица 6 - Наименьшие расстояния между проводами ВЛ и землей или пересекаемым объектом, допустимые на время плавки

Таблица 7 - Наименьшие расстояния между проводами и тросами пересекающихся ВЛ, допускаемые на время плавки

5.4.4 Оценка времени плавки гололеда с заданной толщиной стенки гололеда и заданным током

5.4.5 Расход электроэнергии на плавку гололеда

Необходимо также учитывать дополнительные потери в сети при отключении ЛЭП для плавки и в процессе плавки.

6 Способы и схемы плавки гололеда переменным и постоянным током

6.1 Способы плавки гололеда электрическим током

а) На проводах отключенной от сети ЛЭП от 6 до 110 кВ (ЛЭП 220 кВ небольшой протяженности):

1) искусственные КЗ различных видов с питанием отключенных ЛЭП пониженным напряжением промышленной частоты:

- трехфазное КЗ;

- двухфазное КЗ с соединением фазных проводов проплавляемой ЛЭП по схеме:

"фаза - фаза" в два цикла,

"фаза - две фазы" в три цикла;

- однофазное КЗ с соединением фазных проводов проплавляемой ЛЭП по схеме:

"фаза - земля" в три цикла,

"две фазы - земля" в два цикла,

"три фазы - земля" в один цикл,

"змейка" в один цикл;

- двухфазное КЗ на землю с проплавлением двух или трех фаз ЛЭП от источника питания:

с заземленной нейтралью,

заземленной особой фазой, отключенной от ЛЭП,

заземленной особой фазой, подключенной к ЛЭП;

2) искусственные КЗ на номинальном напряжении с измененной схемой сети;

3) искусственные трехфазные КЗ с питанием закороченной ЛЭП постоянным током поочередно в трех фазах от ВУПГ;

4) искусственные трехфазные КЗ с питанием закороченной ЛЭП импульсами постоянного тока одновременно в трех фазах от трехфазно-трехфазного преобразователя или трехфазным током частотой от 3 до 5 Гц от непосредственного преобразователя частоты.

б) На проводах отключенной от сети ЛЭП от 220 до 500 кВ:

1) постоянным током от одной, двух, трех и четырех ВУ или ВУПГ, с одной или двух сторон ЛЭП, при соединении проводов по схеме:

- "фаза - фаза" в два цикла,

- "фаза - две фазы" в три цикла;

2) переменным током промышленной частоты при искусственном КЗ на номинальном напряжении с измененной схемой сети (применимо в редких случаях и только для ЛЭП 220 кВ).

в) На изолированных грозозащитных тросах:

1) искусственное КЗ между двумя грозозащитными тросами, между грозозащитными тросами и землей при питании цепи КЗ переменным или постоянным током;

2) то же на локальном участке при питании цепи КЗ от стационарных или мобильных установок.

г) На многократно заземленных грозозащитных тросах:

1) разземление на осенне-зимний период и плавка как на изолированных грозозащитных тросах;

2) индуктированным током промышленной или повышенной частоты с использованием:

- фазных проводов;

- фазных проводов и земли в качестве токопровода.

Примечания

1 В 6.2 и 6.3 рассмотрены только основные из перечисленных способов, схемы, их реализующие, и приведены формулы для расчета токов.

2 Допускается применять другие СПГ, не противоречащие требованиям [2].

3 В настоящий стандарт не включены СПГ на проводах ЛЭП наложенным переменным и постоянным током без отключения от сети, а также СПГ на многократно заземленных грозозащитных тросах. Эти схемы находятся в разработке и пока не используются в промышленном масштабе, что не исключает их локального применения.

4 В исключительных случаях допускается плавка гололеда переменным током в повторно-кратковременном режиме. Допустимая температура и время плавки проводов и тросов при плавке гололеда определяется согласно [3].

5 Для вновь проектируемых СПГ для плавки гололеда на коротких линиях, где возможно применение плавки гололеда переменным током в повторно-кратковременном режиме рекомендуется применять ВУПГ согласно 7.1.14 [схемы, представленные на рисунках 4б) и 4е)].

6.2 Схемы и способы плавки гололеда переменным током на проводах линий электропередачи

6.2.1 Способ короткого замыкания

При плавке гололеда способом КЗ проплавляемую линию нужно отключить от сети, закоротить с одного конца, а с другого подать от источника питания напряжение, достаточное, чтобы обеспечить протекание по проводам требуемого для плавки гололеда тока. На рисунке 2 приведены основные СПГ способом КЗ на переменном токе (графические символы для схем приведены согласно ГОСТ Р МЭК 60617-DB-12M).

а) "Трехфазное КЗ на номинальном напряжении ПС или трансформатора для плавки гололеда" (один цикл)

б) "Двухфазное КЗ на номинальном напряжении ПС или трансформатора для плавки гололеда" (два цикла)

в) "Три фазы - земля на линейном напряжении" (один цикл)

Рисунок 2 - Схемы плавки гололеда переменным током способом КЗ, лист 1

г) "Три фазы - земля на фазном напряжении" (один цикл)

д) "Фаза - земля на линейном напряжении" (три цикла)

е) "Фаза - земля на фазном напряжении" (три цикла)

ж) "Змейка на линейном напряжении" (один цикл)

Рисунок 2, лист 2

и) "Змейка на фазном напряжении" (один цикл)

Рисунок 2, лист 3

В качестве источника питания используют:

- шины ПС [рисунок 2 а), б)];

- трансформатор с соединением обмотки, подключаемой к проводам проплавляемой ЛЭП, в треугольник (D) [рисунок 2 в), д), ж)];

- трансформатор с соединением обмотки, подключаемой к проводам проплавляемой ЛЭП, в звезду (Y) [рисунок 2 г), е), и)].

а) трехфазное КЗ на номинальном напряжении ПС:

б) двухфазное КЗ на номинальном напряжении ПС:

в) "три фазы - земля на линейном напряжении":

г) "три фазы - земля на фазном напряжении":

д) "фаза - земля на линейном напряжении":

е) "фаза - земля на фазном напряжении":

ж) "змейка на линейном напряжении":

и) "змейка на фазном напряжении":

Расчет установившегося значения тока плавки в этом случае выполняют, как правило, за две итерации:

6.2.2 Способ встречного включения фаз источников

Способ встречного включения фаз источников (см. рисунок 3) применяют на ЛЭП при достаточном обосновании, расположенных между соседними ПС, имеющими связи по линиям высокого напряжения (наиболее распространенный случай), при параллельных линиях, а также в кольцевой схеме. Способ заключается в том, что на одном конце ЛЭП провода присоединяют к фазам A, B и C, а на другом - соответственно к B, C и A или к C, A и B. Таким образом, на проплавляемую ЛЭП подается не фазное напряжение источника питания плавки гололеда, как в способе трехфазного КЗ, а линейное, близкое к номинальному напряжению ЛЭП. Способ позволяет производить плавку гололеда на длинных ЛЭП или увеличивать ток плавки гололеда, а также обойтись в ряде случаев без отключения потребителей.

1 - узел подключения УПГ1; 2 - узел подключения УПГ2

Рисунок 3 - Схема плавки гололеда переменным током способом встречного включения фаз источников

или

Эквивалентное сопротивление системы представляет собой отношение фазного напряжения на выводах 1 или 2 в предшествующем режиме к соответствующему току трехфазного КЗ.

6.3 Схемы плавки гололеда на проводах линий электропередачи постоянным током

Примечание - Схемы на рисунке 4 расширены по отношению к схемам, приведенным в требованиях [2], с учетом конкретных условий плавки гололеда. СПГ на рисунке 4 применимы для ВУ и ВУПГ

а) Ф - 2Ф 1ВУ на 1ПС

б) Ф - 2Ф 1ВУ на 1ПС и 1ВУ на 2ПС

в) Ф - Ф 2ВУ на 1ПС

Рисунок 4 - Схемы плавки гололеда на проводах ЛЭП постоянным током, лист 1

г) Ф - Ф 2ВУ на 1 ПС и 2ВУ на 2ПС

д) Ф - Ф 1ВУ на 1ПС

е) Ф - Ф 1ВУ на 1ПС и 1ВУ на 2ПС

Рисунок 4, лист 2

ж) Ф - Ф 2ВУ на 1ПС

и) Ф - Ф 2ВУ на 1 ПС и 2ВУ на 2ПС

Примечания

1 Для плавки гололеда на всех трех фазах ЛЭП в два или три цикла [е)-и) или а)-д)] выводы постоянного тока ВУ подключают к трем фазам ЛЭП через линейные разъединители и коммутатор, состоящий из четырех разъединителей среднего напряжения.

2 На рисунке 4 используются следующие сокращения:

Ф - 2Ф; Ф - Ф - схемы соединения проводов проплавляемой ЛЭП ("фаза - две фазы"; "фаза - фаза");

1 ВУ или 2ВУ на 1 ПС; 1 ВУ или 2ВУ на 2ПС - одна или две выпрямительные установки на одной подстанции; одна или две выпрямительные установки на другой подстанции включены последовательно в контур плавки гололеда на ЛЭП.

Рисунок 4, лист 3

Реактивную мощность ВУПГ в расчетах можно принимать 50% от активной мощности ВУПГ для углов управления от 5 до 30 электрических градусов и 60% для углов управления от 30 до 50 электрических градусов, 75% для углов управления от 50 до 60 электрических градусов.

6.4 Схемы плавки гололеда на грозозащитных тросах

6.4.1 Общие сведения

Для плавки гололеда на грозозащитных тросах, изолированных от опор, используют как переменный, так и постоянный ток.

Высокое удельное сопротивление стальных грозозащитных тросов позволяет существенно снизить требуемый ток плавки гололеда по сравнению с токами плавки гололеда на проводах, а повышенная температурная стойкость - повысить максимально допустимый ток по условию нагрева участков, свободных от гололеда, что дает возможность увеличить практический диапазон токов плавки гололеда.

Плавку гололеда на грозозащитных тросах можно проводить без отключения ЛЭП, однако следует учитывать возможность обрыва грозозащитного троса и попадания напряжения ЛЭП в СПГ на тросе. Также следует учитывать, что при плавке гололеда на тросах переменным током в схемах, использующих землю в качестве токопровода, возможно увеличение тока нулевой последовательности в фазных проводах включенной ЛЭП за счет взаимоиндуктивной связи с током троса. Это может вызвать ложное срабатывание токовой защиты нулевой последовательности.

Особенностью расчета тока плавки гололеда на стальных грозозащитных тросах переменным током является зависимость их активного сопротивления и внутреннего индуктивного сопротивления от тока плавки. Пример этих зависимостей приведен в приложении Д.

Из таблицы Д.1 приложения Д следует, что для всех стальных тросов активное и внутреннее индуктивное сопротивления имеют нелинейный характер, сначала увеличиваясь с ростом тока, а затем снижаясь. Однако падение напряжения на них имеет монотонно возрастающий характер, поэтому итерационный процесс учета изменения сопротивления грозозащитного троса в зависимости от тока достаточно быстро сходится (пример приведен в приложении Е).

6.4.2 Схемы плавки гололеда на грозозащитных тросах переменным током

Для плавки гололеда на изолированных грозозащитных тросах применяют способ КЗ.

Основные СПГ на грозозащитных тросах переменным током приведены на рисунке 5. В качестве источника питания можно использовать обмотку трансформатора, соединенную как в треугольник, так и звезду, при этом сопротивление источника питания можно не учитывать.

а) "Грозозащитный трос - земля на линейном напряжении"

б) "Два грозозащитных троса - земля на линейном напряжении"

в) "Грозозащитный трос - грозозащитный трос на линейном напряжении"

Рисунок 5 - Схемы плавки гололеда на грозозащитных тросах переменным током

Ток плавки для указанных схем вычисляют по следующим формулам:

а) "грозозащитный трос - земля на линейном напряжении":

б) "два грозозащитных троса - земля на линейном напряжении":

в) "грозозащитный трос - грозозащитный трос на линейном напряжении":

Примеры расчета значений переменного тока плавки гололеда на грозозащитном тросе в различных схемах плавки приведены в приложении Е.

6.4.3 Схемы плавки гололеда на грозозащитных тросах постоянным током

Схемы соединений грозозащитных тросов при плавке гололеда постоянным током (см. рисунок 6) аналогичны схемам при плавке переменным током. Отличие состоит в источнике питания (применяют неуправляемую или управляемую трехфазную ВУ, ВУПГ и в учете только активных сопротивлений при расчете тока плавки).

а) "Грозозащитный трос - земля"

б) "Два грозозащитных троса - земля"

Рисунок 6 - Схемы плавки гололеда на грозозащитных тросах постоянным током, лист 1

в) "Грозозащитный трос - грозозащитный трос"

Рисунок 6, лист 2

7 Выбор способа и схемы плавки гололеда

7.1 Общие положения

7.1.1 В состав СПГ входят: УПГ, коммутационные аппараты, в том числе, при плавке способом короткого замыкания - закорачивающий разъединитель плавки гололеда, а также провода и грозозащитные тросы проплавляемой ЛЭП, устройства защиты и диагностики. При плавке гололеда на ВЛ по методу трехфазного и двухфазного КЗ допускается закорачивание проводов заземляющими ножами, если их спуск к контуру заземления проверен на термическую устойчивость. Если допускает схема подстанции, целесообразно параллельное включение нескольких заземляющих ножей (например, заземляющих ножей линейного и обходного разъединителей).

7.1.2 СПГ должны быть простыми и надежными, в минимальной степени нарушать топологию сети. Плавку гололеда на проводах и грозозащитных тросах ЛЭП необходимо выполнять, как правило, без отключения не участвующих в СПГ ЛЭП и оборудования.

7.1.3 Плавку гололеда следует производить, по возможности, большими токами, что позволяет быстрее завершить ее и восстановить нормальную схему работы сети. Предельный ток плавки гололеда необходимо выбирать с учетом нагрева даже небольшого участка провода (грозозащитного троса) ЛЭП, на котором не было или опал гололед, а также сохранения допустимых габаритов ЛЭП и допустимого тока для оборудования СПГ.

7.1.4 Для сборки СПГ целесообразно использовать коммутационные аппараты с дистанционным управлением, а на объектах электроэнергетики без постоянного оперативного персонала - с применением телеуправления. Временные соединения, собираемые с использованием болтовых соединений, шлейфов, накладок, закороток, допускаются как исключение при невозможности применить иные схемные решения.

7.1.5 Для плавки гололеда на проводах ЛЭП классом напряжения 220 кВ и выше СПГ должны, как правило, выполняться на постоянном токе. Для плавки гололеда на проводах ВЛ классом напряжения 150 кВ и ниже и ЛЭП небольшой протяженности классом напряжения 220 кВ СПГ должны выполняться на постоянном или переменном токе. Для плавки гололеда на грозозащитных тросах ЛЭП СПГ должны выполняться на постоянном или переменном токе.

Для плавки гололеда на проводах ЛЭП классом напряжения 6-10 кВ в качестве источника тока плавки могут применяться резервные источники снабжения электрической энергией на базе дизельных генераторных установок, в том числе с применением специальных преобразователей тока для организации плавки гололеда постоянным током.

7.1.6 СПГ следует выбирать на основании результатов расчетов параметров режима плавки гололеда. Значение тока плавки гололеда должно быть достаточным для проплавления гололеда за время не более 60 мин при нормальных условиях охлаждения в соответствии с 5.4.1.

7.1.7 СПГ на проводах ЛЭП переменным током следует выполнять с использованием схем, приведенных на рисунках 2 и 3.

7.1.7.1 Метод трехфазного короткого замыкания является самым простым и удобным, поскольку плавка гололеда осуществляется сразу на всех проводах и является предпочтительным.

7.1.7.2 Применение способа двухфазного КЗ следует проводить сначала на двух фазах, а затем на третьей в сочетании с одним из освободившихся от гололеда проводов.

7.1.7.3 Схему "змейка" следует применять на коротких линиях, когда имеющееся напряжение слишком велико для плавки гололеда по методу трехфазного короткого замыкания.

7.1.7.4 Для регулирования тока плавки можно включать последовательно с обогреваемой линией дополнительные реакторы.

7.1.8 СПГ на проводах ЛЭП постоянным током необходимо выполнять с использованием схем, приведенных на рисунке 4.

7.1.9 СПГ на грозозащитных тросах ЛЭП необходимо выполнять с использованием схем, приведенных на рисунках 5 и 6.

7.1.10 В СПГ постоянным током, как правило, следует применять управляемые ВУ.

7.1.11 Релейную защиту оборудования, входящего в СПГ, следует выполнять с соблюдением требований раздела 8.

7.1.12 При использовании неуправляемых ВУ в СПГ постоянным током для ограничения аварийных токов при повреждении ВУ должны быть установлены токоограничивающие реакторы на каждый ВМ. Сопротивление токоограничивающего реактора необходимо выбирать исходя из условия снижения аварийного тока при пробое плеча ВМ или однофазном КЗ на стороне переменного тока ВУ до значения, обеспечивающего безопасное отключение ВУ при расчетном времени отключения выключателя плавки гололеда.

7.1.13 При использовании ВУПГ в СПГ постоянным током установка реакторов требуется в случае, если величина индуктивного сопротивления силового трансформатора и системы недостаточна для обеспечения нормальной коммутации тиристорных преобразователей ВМ. Кроме того, при присоединении ВУПГ через кабельную вставку или наличии в узле подключения ВУПГ отходящих кабельных линий ВУПГ необходимо подключать через реактор, установленный непосредственно у ВУПГ, для исключения отказа тиристорных вентилей из-за негативного влияния емкости кабельной линии на процесс открытия тиристоров.

На основе анализа номинальных параметров конкретной ВУПГ и параметров проплавляемых ЛЭП выбирается схема плавки:

Примечание - Указанные выше схемы применяются, если угол управления ниже заявленного в паспорте на ВУПГ (например, ниже 60°).

Схемы плавки ВУПГ [рисунки 4б), 4ж)] можно применять для сравнительно коротких линий, в тех случаях, когда угол управления выше заявленного в паспорте. При этом на одной ПС ВУПГ работает в выпрямительном режиме, а на другой в инверторном.

Решение по схеме плавки гололеда с применением ВУПГ определяется проектом.

7.1.15 Разработку СПГ и выбор способа плавки гололеда вновь строящихся (реконструируемых) и действующих ЛЭП следует выполнять на основании следующей информации:

- районирование по гололеду территории, где проходит (будет проходить) ЛЭП; определение участков ЛЭП, подверженных гололедообразованию;

- статистика отключений ЛЭП за максимально возможный период в рассматриваемом районе по причине гололедообразования;

- данные наблюдений гололедообразования на ЛЭП в рассматриваемом районе за максимально возможный период;

- конструктивные параметры ЛЭП (длина, габариты, механическая прочность проводов и опор, марки грозозащитных тросов и проводов);

- данные по допустимой температуре нагрева проводов, грозозащитных тросов ЛЭП;

- данные об электроустановках, рассматриваемых в качестве источника плавки гололеда (мощность трансформаторов, класс напряжения и схема распределительных устройств, фактические и допустимые нагрузки действующего оборудования и ЛЭП, наличие генераторов, рабочие уровни напряжения и т.д.);

- влияния режима плавки гололеда на уровни напряжения в прилегающей к источнику плавки сети.

7.1.16 Для действующих ЛЭП разработку СПГ и выбор метода плавки гололеда необходимо выполнять в случаях, предусмотренных [2], а также:

- при выявлении в результате эксплуатации линий, подверженных гололедообразованию и "пляске" проводов при гололедообразовании, обладающих недостаточной механической стойкостью при максимально возможном гололедообразовании;

- выявлении несоответствия параметров плавки гололеда, зафиксированных во время плавки (при опробовании схемы плавки) гололеда, расчетным параметрам;

- вводе нового или реконструкции существующего оборудования электрической сети, в том числе задействованного в СПГ.

7.1.17 Организации, эксплуатирующие ЛЭП, должны согласовать проектные решения по выбору способа плавки гололеда и СПГ на проводах и грозозащитных тросах ЛЭП с организациями, оборудование которых задействовано в плавке гололеда, и с диспетчерским центром, в диспетчерском управлении, в ведении которых находится ЛЭП.

7.1.18 Правильность выбора СПГ и способа плавки гололеда необходимо определять проверочными расчетами параметров плавки гололеда, выполняемыми в соответствии с требованиями разделов 5 и 6.

7.2 Выбор и проверка электрооборудования схем плавки гололеда

7.2.1 Электрооборудование, используемое в СПГ, допускает определенные перегрузки по току, что объясняется низкой температурой окружающей среды и сравнительной кратковременностью режима плавки гололеда.

7.2.3 Перегрузочную способность силовых трансформаторов следует определять в соответствии с требованиями [3].

7.2.4 При установке специальных трансформаторов, предназначенных, в основном, для целей плавки гололеда, и работающих в течение нескольких десятков часов в году, допустимое значение перегрузки можно увеличить по согласованию с заводом-изготовителем.

7.2.5 Номинальные токи трансформаторов тока, высокочастотных заградителей, выключателей и разъединителей должны соответствовать максимальным расчетным токам плавки гололеда.

В случае несоответствия оборудования данному требованию допустимые значения перегрузки по току, но не более 50% от номинального значения, должны согласовываться:

- с эксплуатирующей организацией - для находящегося в эксплуатации оборудования;

- заводами - изготовителями соответствующих типов оборудования - для оборудования, планируемого к установке, при отсутствии серийно выпускаемого оборудования.

7.2.6 Трансформаторы тока и коммутационные аппараты, препятствующие проведению плавки гололеда, следует зашунтировать, заменить или исключить из СПГ.

7.2.7 При использовании трансформаторов тока для измерения тока плавки их нагрузка допускается в пределах, обеспечивающих требуемую точность измерений.

7.2.8 На время плавки гололеда постоянным током необходимо отключать все электромагнитные ТН, на которых появляется постоянное напряжение, для исключения их повреждения. Возможно подключение ТН через блок конденсаторов и резисторов или применение емкостных ТН, не требующих отключения при плавке.

7.2.9 Необходимо проверять все технические средства установки, включая средства контроля и управления, в т.ч. средства самодиагностики.

8 Релейная защита схем плавки гололеда

8.3 В СПГ переменным током на проводах ЛЭП по схеме встречного включения фаз согласно схеме (см. рисунок 3) на обоих концах ЛЭП должны применять следующие виды защит:

8.4 В СПГ постоянным током на проводах и грозозащитных тросах согласно схемам [см. рисунки 4а)-и), 6а)-в)] в состав устройств релейной защиты должны входить следующие устройства:

8.5 ВУПГ, как правило, должны иметь защиты:

- при несимметрии питающей сети (обрыв фазы);

- при отключении (недопустимом снижении напряжения) сети собственных нужд;

- от перегрева вентилей;

- минимального тока (обрыв в цепи постоянного тока);

- максимального тока;

- нарушения коммутации вентилей (проверка соответствия вектора импульсов вектору фазных токов);

- при возникновении в любой из фаз сверхтоков система управления ВУПГ должна запирать импульсы управления и при непрекращении тока подавать сигнал на отключение выключателя ВУ от сети. Система управления должна снимать импульсы управления при устойчивом снижении выпрямленного тока;

- рекомендуется применение дифференциальной защиты ВУПГ от сверхтока.

8.6 В СПГ постоянным током на стороне переменного напряжения УПГ с низшей стороны трансформатора (автотрансформатора), питающего УПГ, должны быть установлены трансформаторы тока с зазором (разрезным магнитопроводом) для отстройки от насыщения сердечника трансформатора тока апериодической составляющей тока в аварийном режиме.

8.7 Микропроцессорные системы управления ВУПГ должны иметь возможность задания планируемого сопротивления проводов ВЛ с целью организации сигнализации и защиты при замыкании проводов друг на друга или на землю в процессе проведения плавки.

Приложение А

(справочное)

_______________

А.1 Провод АС 70/11

А.2 Провод AC 70/72

А.3 Провод AC 95/16

А.4 Провод AC 95/141

А.5 Провод AC 120/19