Анализ режимов работы кабельных линий электропередачи и разработка мероприятий по повышению их надежности

• Автор: Тихонова, Маргарита Родионовна
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 125 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ТОКОВ, НАПРЯЖЕНИЙ, ПОТЕРЬ

1.1. Конструкция кабеля и механизм появления токов, напряжений, потерь

1.2. Основные схемы заземления экранов и их назначение

1.3. Методика расчета токов и напряжений экранов, наведенных током жилы

1.3.1. Экраны кабелей заземлены с двух сторон.

1.3.2. Экраны кабелей заземлены с одной стороны.

1.3.3. Экраны кабелей транспонированы.

1.3.4. Кабели линии транспонированы.

1.3.5. Кабели линии имеют броню.

1.4. Методика расчета потерь мощности от токов в экранах, наведенных током жилы.
1.4.1. Относительные потери мощности
1.4.2. Коэффициент использования пропускной способности
1.4.3. Годовая стоимость потерь мощности
1.5. Методика расчета токов и напряжений при повреждении кабеля
ГЛАВА 2. НАВЕДЕННЫЕ НАРЯЖЕНИЯ, ТОКИ И ВЫЗВАННЫЕ ИМИ ПОТЕРИ МОЩНОСТИ.
2.1. Экраны кабелей заземлены с двух сторон.
2.1.1. Влияние расстояния между фазами
2.1.2. Влияние сечения экранов
2.1.3. Влияние транспозиции кабелей.
2.2. Экраны кабелей заземлены с одной стороны.
2.2.1. Влияние расстояния между фазами
2.2.2. Влияние числа односторонне заземленных секций.
2.2.3. Влияние шины, проложенной вдоль кабеля
2.2.4. Влияние транспозиции кабелей
2.3. Экраны кабелей транспонированы.
2.3.1. Влияние расстояния между фазами.
2.3.2. Влияние числа циклов транспозиции.
2.3.3. Идеальная и неидеальная транспозиция
2.3.4. Влияние способа обустройства узла сопряжения циклов.
ГЛАВА 3. ТОКИ И НАПРЯЖЕНИЯ ПРИ ПОВРЕЖДЕНИИ КАБЕЛЯ
3.1. Повреждение оболочки кабеля на трассе
3.1.1. Методика расчета
3.1.2. Оценка допустимых напряжений
3.1.3. Результаты расчетов.
3.2. Повреждение оболочки кабеля в коробке транспозиции.
3.2.1. Методика расчета
3.2.2. Оценка допустимых напряжений
3.2.3. Результаты расчетов.
3.3. Короткое замыкание жилаэкран в кабеле.
3.3.1. Занос потенциала по экранам кабельных линий и борьба с ним.
3.3.1.1. Методика расчета
3.3.1.2. Оценка опасности заноса потенциала
3.3.1.3. Результаты расчетов.
3.3.1.4. Методы борьбы с заносом потенциала
3.3.2. Пробой оболочки кабеля вследствие короткого замыкания жилаэкран
3.3.2.1. Методика расчета
3.3.2.2. Оценка допустимого напряжения экранземля и результаты расчетов.
ГЛАВА 4. ОСОБЕННОСТИ МНОГОЦЕННЫХ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ
4.1. Безопасность работ на многоцепных кабельных линиях.
4.2. Ложная работа релейной защиты на многоцепных кабельных линиях.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Этим объясняется тот факт, что зачастую проектирующие и эксплуатирующие организации не имеют представления о проблемах, которые порождает неверное заземление экранов однофазных кабелей. Измерения, выполненные на многих кабельных линиях различных классов напряжения 6-0 кВ, свидетельствуют о том, что при использовании однофазных кабелей надо предъявлять повышенное внимание к выбору способа соединения и заземления экранов и проводить соответствующие обосновывающие расчеты. Известные книги, посвященные конструкциям и характеристикам кабелей и свойствам кабельных линий [3-6], написаны десятки лет назад, и в них недостаточно внимания уделено описанию силовых однофазных кабелей и трехфазных кабельных линий из таких кабелей. Существует ряд работ, посвященных свойствам кабелей современных конструкций [-] и кабельных линий, состоящих из таких кабелей. Однако, вопросы соединения и заземления экранов однофазных силовых кабелей остаются малоизученными [-], а нормативная база по этим вопросам, как уже говорилось выше, отсутствует. Достаточно полно вопрос обустройства экранов однофазных силовых кабелей на напряжение 6-0 кВ освещен в []. Так, в книге рассмотрены вопросы соединения и заземления экранов трехфазных групп однофазных кабелей 6-0 кВ; получены аналитические выражения для токов и напряжений экранов кабеля, позволяющие обосновать выбор способа заземления экрана, необходимость частичного разземления экранов, секционирования экранов, применения транспозиции экранов; представлены формулы для определения продольных активных и индуктивных сопротивлений кабеля (прямой и нулевой последовательностей), которые следует использовать в расчетах нормальных режимов и при анализе токов короткого замыкания в сети; приведены результаты обобщающих расчетов для кабелей 6-0 кВ, примеры расчета; содержатся рекомендации по повышению термической стойкости экранов и защите изоляции экранов от перенапряжений; есть необходимая справочная информация для расчета трехфазных групп однофазных кабелей 6-0 кВ. Кроме того, с момента опубликования книги [] в году накоплен дополнительный опыт эксплуатации современных кабельных линий. Цель настоящей работы - решение ряда проблем, возникающих при проектировании кабельных линий электропередачи, конструктивно представляющих собой трехфазные группы однофазных кабелей 6-0 кВ, и разработка мероприятий по повышению надежности, эффективности и безопасности таких линий. В главе 1 описана конструкция силового однофазного кабеля и механизмы появления токов в экранах и напряжений относительно земли на них; перечислены основные схемы заземления экранов в трехфазных группах однофазных кабелей; даны методики расчета токов и потерь в экранах, а также напряжений на них относительно земли, в нормальном и аварийном режимах. В главе 3 рассмотрены внутренние повреждения на кабельной линии. Произведена оценка шаговых напряжений на поверхности земли при повреждении оболочки кабеля на трассе линии и в транспозиционных коробках (колодцах), рассмотрена проблема выноса потенциала по заземленным экранам высоковольтных кабелей, оценено влияние величин сопротивлений заземляющих устройств экранов и коробок транспозиции при повреждениях на кабельных линиях. Глава 4 посвящена многоцепным кабельным линиям - исследована задача обеспечения безопасности при работах на многоцепных кабельных линиях, а также предложены варианты решения проблемы ложного срабатывания релейной защиты, возникающей на многоцепных кабельных линиях. Каждый параграф глав 2-4 заканчивается краткими выводами с перечислением полученных результатов и рекомендациями по проектированию; по проделанной работе сделано заключение и даны общие рекомендации о выборе способа обустройства экранов в трехфазных группах однофазных кабелей 6-0 кВ. ГЛАВА 1. Конструкция однофазного кабеля показана на рис. Жила выполняется из алюминия или меди; для обеспечения гибкости кабелей больших сечений, жилы скручиваются из отдельных проволок меньшего сечения. Главная изоляция выполняется из кабельной бумаги, пропитанной компаундами или кабельными маслами (БПИ), или из пластмасс; в настоящее время для изоляции жил кабелей широкое распространение получил сшитый полиэтилен (СПЭ).