Грозозащита в румынских электросетях
 
Энергетика

Грозозащита в румынских электросетях

Компания Transelectrica выполняет  функции системного оператора, обеспечивающего передачу электроэнергии в румынской  энергетической системе, и отвечает за работу линий электропередачи длиной более 9 тыс. километров. Система  включает линии передачи, работающие на напряжение 750 кВ, протяженностью 154 км, на напряжение 400кВ — 4133 км и линии передачи на 220 и 110 кВ, протяженностью 4133 и 39 км соответственно. Некоторые воздушные линии электропередачи располагаются в горной местности и работают в весьма суровых климатических условиях, изменяющихся от измороси и гололеда зимой до грозовых штормов в летнее время. Отдельные участки линий 400 и 220 кВ, проложенные без использования грозозащитного троса в этой зоне, подвергаются частым ударам молний*.

В горной зоне сетей компании Transelectrica в Северной и Центральной Молдавии недостаточно генерирующих мощностей, и электроэнергия сюда поступает  по одной соединительной ВЛ передачи между Брашовом и подстанцией  на 400/220/110 кВ в Гутинасе. ЛЭП Брашов — Гутинас протяженностью 126 км служит для энергоснабжения молдавской зоны от электростанций в Олтении. Учитывая большую протяженность  этого участка электросети, Transelectrica уделила особое внимание ВЛ 400 кВ, проведя тщательное изучение стабильности при условиях максимума  нагрузки. Национальный диспетчерский  центр считает, что весьма трудно прогнозировать аварии, поскольку они влияют на передачу электроэнергии по ЛЭП 220 кВ в южной зоне сети.

Надежность линии Брашов — Гутинас, проложенной в горной местности на высоте, превышающей 1000 м, напрямую зависит от ударов молний, поэтому характеристики  линии в терминах аварий весьма низкие. Компания Transelectrica инвестировала в меры, обеспечивающие  необходимую защиту от молний, включая установку громоотводов для обеспечения приемлемого уровня надежности  поставок электроэнергии в центральную Молдавию.


ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛЭП


Линия электропередачи 400 кВ Брашов—Гитинас представляет собой алюминиевый трос с поперечным сечением 228 см2 и стальным упрочняющим элементом, поддерживаемый композитными  гирляндами изоляторов. Анализ эксплуатационных данных компании Transelectrica показал, что причиной проблем в секциях ЛЭП является отсутствие заземляющего провода и сопротивление основания опоры линии, которое меняется в пределах от 3,1 до 9,7 Ом. Секция линии длиной около 2,8 км от опоры 130 до опоры 145 подвержена воздействию  ветра со скоростями до 200 км/ч и увеличению радиуса до 46,2 мм, обусловленного гололедом. Это значительно хуже, чем среднестатистические данные.

Возникшие при эксплуатации проблемы и аварии обусловили необходимость выполнения перед установкой средств грозозащиты следующих работ:
• замена использовавшихся ранее пар проводников на одиночные для предотвращения образования наледи, приводящей к замыканию двух проводников;
• уменьшение длины пролета за счет увеличения количества опор;
• замена всех опор с подвеской на опоры с натяжением;
• демонтаж заземляющих проводов,  которые оказались подвешенными  ниже фазовых из-за гололедных нагрузок;
• установка противовесов на конце изолирующих тросов для ограничения  раскачивания проводов под действием ветра.

С 2000 по 2006 г. на этом участке регистрировалось до 10 аварий в год. Такие результаты эксплуатации заставили компанию Transelectrica принять решение по использованию современной технологии. Основываясь  на рекомендациях отчета независимого  консультанта, компания объявила тендер на поставку и установку 36 разрядников для защиты ЛЭП от молний. Контракт получила компания SMART S.A., осуществляющая техническое обслуживание ЛЭП и входящая в Transelectrica, совместно  с компанией Eximprod S.R.L., румынским дистрибьютором фирмы Hubbell/Ohio Brass.


УСТАНОВКА ЗАЩИТНЫХ РАЗРЯДНИКОВ


Поскольку секция ЛЭП между опорами 130 и 145 работала без заземляющих проводов, которые могли бы обеспечить защиту от ударов молний, было принято решение установить 36 блоков разрядников Protecta*Lite параллельно каждой гирлянде изоляторов.  Разрядники должны прикрепляться  к поперечным балкам опор и соединяться с фазовыми проводами  параллельно изоляции линии. В результате на изоляции будет напряжение ниже состояния пробоя и ограничены перенапряжения.

После того как разрядник успешно погасит перенапряжение, вызванное  ударом молнии, напряжение на нем возвращается к величине линия-земля. Поскольку используемый в данном случае разрядник не имеет зазора, он работает в режиме проводимости только в период действия  удара молнии. Продолжительность этого процесса слишком мала для того, чтобы срабатывали обычные защитные реле. Следовательно, работа разрядника не приводит к разрыву линии. По сути, эти защитные разрядники имеют конструкцию, подобную обычно используемой в разрядниках, устанавливаемых на подстанциях. Для улучшения защищенности  линии вертикальные стержневые молниеотводы также устанавливаются наверху опор ЛЭП при проведении работ по их реконструкции.  Поскольку ЛЭП 400 кВ является основной для электроснабжения Северной и Центральной Молдавии,  а прогнозирование аварий крайне сложно, были приняты меры по установке на ней защитных разрядников и молниеотводов.


ПРОБЛЕМЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ


Статистика аварий на линии после установки защитных разрядников в 2006 г. подтвердила техническую и экономическую эффективность принятых мер. Кроме того, уменьшение количества аварий автоматически снижает затраты на восстановительные  работы. Однако Transelectrica продолжает сталкиваться с эксплуатационными  проблемами, причиной  которых являются сильные ветры  и гололед, выводящие из строя соединительные устройства в нижней  части изоляторов. Точнее, прерыватель,  который был установлен для защиты разрядников, оказался слабым звеном. Инженеры из Hubbell Power Systems и Smart S.A., все же нашли оптимальное решение и заменили один прерыватель двумя соединенными параллельно. Следует  отметить, что компания Hubbell, производящая гарантийное техническое обслуживание и являющаяся производителем разрядников, взяла на себя все издержки, связанные с изготовлением и доставкой новых комплектов прерывателей. Монтаж двух устройств взамен прежних был произведен компанией Smart S.A. на работающей линии.


ПОСЛЕ УСТАНОВКИ НОВОЙ ГРОЗОЗАЩИТЫ


Начиная с 2006 г. число аварий в системе существенно снизилось. Несмотря на то что не на всех опорах ЛЭП были установлены линейные разрядники, на линии имела место только одна авария (в 2008 году). С марта 2007 г., когда была произведена  замена первоначально установленных  прерывателей, вообще не наблюдалось никаких механических повреждений.

В настоящее время в Румынии для защиты ЛЭП от ударов молний применяются линейные разрядники,  также с помощью устройств Protecta*Lite защищены 11 опор линии передачи 220 кВ с повышенной  вероятностью ударов молнии. На этой линии, принадлежащей компании Transelectrica, в несколько  этапов в период 2004—2007 гг. были установлены защитные разрядники.  Более того, румынская генерирующая  компания Hidroelectrica, ответственная за две гидроэлектростанции,  также выбрала защитные разрядники Protecta*Lite для установки в 2009 г. на 19 опорах 110 кВ ЛЭП Лотру — Цунгет.


НА ПРАКТИКЕ


Рассмотренный метод установки защитных разрядников на ЛЭП без заземляющих проводов является современным и эффективным решением  повышения надежности систем передачи электроэнергии. После установки защитных разрядников на линии 400 кВ Брашов — Гутинас этот опыт стал типовым решением для всех румынских ЛЭП, в которых с вероятностью выше средней возможны аварийные отключения из-за ударов молний.


Журнал Transmission & Distribution World Magazine, June 2010
Перевод — Святослав ЮРЬЕВ


* Примечание переводчика. В каждый квадратный километр Российской Федерации бьет в среднем три молнии в год. Следовательно, в ЛЭП протяженностью 100 км за сезон попадает 50 молний, то есть в среднем две в неделю.

Обсудить на форуме

Нужен кабель? Оформи заявку бесплатно