Новости Электротехники 3(123) 2020





<  Предыдущая  ]  [  Следующая  >
Журнал №1(49) 2008

Дискуссия

ДИАГНОСТИКА ОПН В ЭКСПЛУАТАЦИИ
Достоверность оценки состояния

В прошлых номерах журнала («Новости ЭлектроТехники» № 5(47), № 6(48) 2007) была развернута дискуссия о подходах к диагностике ОПН под рабочим напряжением сети, о недостатках нормативной и технической базы, существующей в области диагностики ОПН.
Сегодня начатую тему развивают Виктор Львович Дмитриев, приводящий зарубежный пример в защиту своего мнения о непосредственном влиянии загрязнений на результаты обследования ОПН, и Михаил Викторович Дмитриев, высказывающий свою точку зрения о необходимости использования устройств измерения тока проводимости ОПН.

Токи утечки по поверхности

Виктор Дмитриев, ЗАО «Завод энергозащитных устройств», г. Санкт-Петербург

В продолжение дискуссии о влиянии загрязнений на результаты обследования ОПН, а конкретно о токах утечки по поверхности загрязненных ОПН, можно привести следующий факт.
В материалах проходившего в 2005 г. в Гонконге Всемирного конгресса и выставки по изоляторам, разрядникам и вводам (World Congress & Exhibition on Insulators, Arresters & Bushings) имеется любопытная статья о мониторинге загрязнений изоляторов ВЛ (Radu Munteanu, Israel Electric, «Using Leakage Current Monitoring Instruments for Pollution Monitoring on Overhead Lines»). Ее перевод на русский язык можно прочитать на сайте www.zeu.ru в рубрике «Статьи».
В этом материале в качестве примера приведены результаты измерений тока утечки по поверхности линейных изоляторов ВЛ 400 кВ и относительной влажности воздуха, выполненные одной из станций мониторинга в Израиле.
Из этого графика видно, что ток утечки (красная линия на графике) при типичной для наших регионов относительной влажности (синяя линия на графике) может не только быть сопоставимым с током проводимости через варисторы, но и заметно превосходить его.
Естественно, что не на всяком эксплуатирующемся ОПН загрязнения таковы, что ток утечки будет сравним с током проводимости. Однако в нашей стране достаточно районов, в которых отмеченная проблема загрязнения поверхности изоляторов не является надуманной.

Измерение тока проводимости

Михаил Дмитриев, к.т.н., ЗАО «Завод энергозащитных устройств», г. Санкт-Петербург

Согласно нормам [1], в эксплуатации измерению подлежит действующее значение полного тока проводимости ОПН, которое сравнивается с паспортными данными, т.е. с результатами испытаний на заводе-изготовителе. Как правило, изготовитель ОПН указывает в паспорте значение тока проводимости, полученное при воздействии на ОПН его наибольшего рабочего напряжения UНРО.
При диагностике ОПН 6–35 кВ в эксплуатации измерения тока проводятся при подаче напряжения от стороннего (лабораторного) источника, в качестве величины которого выставляется значение UНРО. При диагностике ОПН 110–750 кВ измерения тока проводятся без отключения ОПН под рабочим напряжением сети [1, 2]. При этом в подавляющем большинстве случаев на момент измерений тока в ОПН фазное значение напряжения сети отличается от UНРО.
Сетевые и заводские измерения тока в ОПН, проведенные в разных условиях с точки зрения уровней воздействующего напряжения и других влияющих факторов (гармонического состава напряжения, температуры окружающего воздуха), сравнивать напрямую некорректно. Это является одной из проблем диагностики ОПН 110–750 кВ под рабочим напряжением и, в частности, означает, что оценка состояния ОПН в эксплуатации возможна лишь при одновременном наличии результатов измерений и тока проводимости, и напряжения в месте установки ОПН.

Определенным выходом из сложившейся ситуации было бы рекомендовать заводам-изготовителям указывать в паспорте на ОПН значение тока проводимости не при одном значении напряжения (UНРО), а при нескольких. Однако вряд ли удастся предусмотреть все возможные в эксплуатации напряжения.
Другим выходом из сложившейся ситуации является пересчет результатов сетевых измерений тока проводимости к тем, которые были бы получены в случае, если бы на ОПН воздействовало его наибольшее рабочее напряжение UНРО.
Вольт-амперная характеристика ОПН носит резко нелинейный характер прежде всего при напряжениях, превышающих его наибольшее рабочее UНРО. При напряжениях, меньших UНРО, вольт-амперная характеристика в первом приближении может считаться линейной, т.е. имеет место линейная зависимость тока в ОПН от приложенного к ОПН напряжения. Формула пересчета результатов сетевых измерений должна учитывать характер вольт-амперной характеристики, или, иными словами, проведены ли сетевые измерения при напряжениях, больших или меньших, чем UНРО.
Согласно [3] в сетях 110–750 кВ наибольшее рабочее напряжение ОПН выбирается несколько выше, чем фазное значение наибольшего рабочего напряжения сети, т.е. справедливо соотношение:

В сетях 220–750 кВ значение UНРО выбирается с запасом 5–10% относительно фазного значения наибольшего рабочего напряжения сети, т.е.

В сетях 110 кВ величина запаса достигает 20% (UНРО = 88 кВ), а иногда 40% (UНРО = 100 кВ).

Учитывая изложенное, видно, что ОПН 110–750 кВ эксплуатируются при напряжениях, меньших (особенно в сетях 110 кВ), чем их паспортные значения UНРО. Кроме того, следует принять во внимание, что реальный уровень напряжения сети, как правило, соответствует номинальному напряжению сети UНОМ, а не наибольшему рабочему UНР, на которое опирается выбор ОПН. Отношение UНР / UНОМ, по данным ГОСТ 1516.3-96, составляет в сетях 110–220, 330 и 500–750 кВ соответственно 1,15; 1,10 и 1,05.
При воздействии на ОПН напряжений, меньших его UНРО, в нем протекает в основном емкостный ток, а активной составляющей тока практически нет. Так как емкость ОПН слабо зависит от приложенного напряжения [4], вольт-амперная характеристика может в первом приближении считаться линейной, т.е. справедливо соотношение:

где IНРО – ток проводимости ОПН при его наибольшем рабочем напряжении UНРО по результатам заводских испытаний;
IИЗМ и UИЗМ – ток и напряжение при сетевых измерениях;
IИЗМ, НРО – ток при сетевых измерениях, приведенный к наибольшему рабочему напряжению UНРО. Тогда:

Значение IИЗМ, НРО соответствует напряжению UНРО и, следовательно, его допустимо сравнить со значением IНРО, приведенным в паспорте ОПН. Соотношение между двумя этими токами позволяет судить о состоянии ОПН, хотя следует помнить:
  • полный ток проводимости не является оптимальным критерием для оценки состояния ОПН [2];
  • гармонический состав рабочего напряжения сети и выходного напряжения заводского испытательного трансформатора различен, что сказывается на результатах измерения полного тока проводимости;
  • температура окружающей среды при сетевых и заводских измерениях различна; для учета этого факта в формуле (1) используют дополнительный эмпирический коэффициент, отражающий это отличие от нормальной температуры, составляющей 20 OС [4].

Несмотря на важность величины напряжения, воздействующего на ОПН при измерениях тока, и необходимость использования формулы (1), составление протокола далеко не всегда сопровождается указанием уровня (и качества) напряжения, при котором проведены измерения. Это происходит как из-за непонимания важности величины напряжения, так и из-за отсутствия на некоторых (маломощных) подстанциях измерительных трансформаторов напряжения (ТН). При отказе от приведения результатов измерений к условиям заводских измерений наибольшие ошибки следует ожидать при диагностике под рабочим напряжением ОПН 110 кВ.
В тех случаях, где ТН имеются, достоверную информацию о значении фазных напряжений получить всё равно нельзя, поскольку вторичные обмотки ТН включены таким образом, что дают представление лишь о линейном (междуфазном) напряжении. Точное значение фазного напряжения можно получить делением линейного напряжения на только при идеальной симметрии по фазам параметров сети и режима, что имеет место далеко не всегда.
Таким образом, при диагностике ОПН 110–750 кВ в сети под рабочим напряжением необходимо заносить в протокол не только результаты измерений тока проводимости, но и результаты измерений фазного напряжения сети в месте установки ОПН. При этом для пересчета тока в ОПН к условиям заводских измерений допустимо использовать формулу (1).

ЛИТЕРАТУРА

1. РД 34.45-51.300-97. Объем и нормы испытаний электрооборудования.
2. Дмитриев В.Л. Влияние загрязнений на поверхности внешней изоляции на достоверность оценки состояния ОПН при периодических обследованиях // Новости ЭлектроТехники. – 2007. – № 5(47).
3. Дмитриев М.В. Особенности проектирования сетей 110–220 кВ, содержащих ОПН // Новости ЭлектроТехники. – 2006. – № 5(41).
4. Тиходеев Н.Н., Шур С.С. Изоляция электрических сетей. –Л.: Энергия, Ленингр. отд-ние, 1979. – 304 с.




Очередной номер | Архив | Вопрос-Ответ | Гостевая книга
Подписка | О журнале | Нормы. Стандарты | Проекты. Методики | Форум | Выставки
Тендеры | Книги, CD, сайты | Исследования рынка | Приложение Вопрос-Ответ | Карта сайта




Rambler's Top100 Rambler's Top100

© ЗАО "Новости Электротехники"
Использование материалов сайта возможно только с письменного разрешения редакции
При цитировании материалов гиперссылка на сайт с указанием автора обязательна

Segmenta Media создание и поддержка сайта 2001-2020