Методы исследования развития атмосферных перенапряжений в высоковольтных линиях энергосистем Севера и разработка комплекса мер по повышению надежности их работы

• Автор: Ефимов, Борис Васильевич
• Шифр специальности: 05.14.12
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Апатиты
• Количество страниц: 359 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
1. Обзор данных по эксплуатационной надежности работы линий электропередачи и краткий анализ существующих методов теоретического исследования атмосферных перенапряжений в высоковольтных сетях
1.1. Основные факторы, влияющие на надежность работы ЛЭП, состояние теории и методов расчета грозоупорности линий электропередачи и подстанций
1.2. Цели и задачи исследования
2. Анализ автоматических отключений ЛЭП по данным многолетнего опыта их эксплуатации на Севере
2.1.Основные особенности компьютерных информационно-аналитических систем по текущему состоянию, дефектам, отключениям, от казам и авариям линий
2.2. Основные результаты анализа совокупности отключений ЛЭП за многолетний период регистрации
3.Теория распространения волн атмосферных перенапряжений в многопроводных коронирующих линиях с учетом влияния поверхностного эффекта в земле и проводах
3.1. Общие положения и допущения
3.2. Вольт-кудоновые характеристики и динамические потенциальные коэффициенты коронирующих проводов
3.3. Общее решение телеграфных уравнений многопроводной корони-рующей линии при идеально проводящей земле
3.4. Аналитическое решение уравнений для п-проводной линии с
одним коронирующим проводом
3.5. Физика распространения волн в двухпроводной коронирующей
линии
3.6. Общий случай коронирования любого числа проводов
3.7. Сопоставление результатов расчетов модальным методом с литературными экспериментальными данными при хорошо проводящей земле
3.8. Алгоритм расчета деформации волн импульсной короной методом бегущих волн. Сопоставление с расчетами модальным методом
3.9. Частотный метод расчета деформации волн в многопроводной линии с потерями в земле и проводах при напряжении ниже начала короны
3.9.1. Собственные и взаимные параметры проводов линии с потерями
3.9.2. Вопросы практической реализации решения систем линейных телеграфных уравнений с частотнозависимыми параметрами с помощью интегрального преобразования Фурье
3.9.3. Численное исследование деформации волн в линиях различной конструкции
3.9.4.Экспериментальное исследование волновых процессов на полигоне в районе с высоким удельным сопротивлением грунта и сопоставление с расчетными данными
3.10. Алгоритм расчета деформации волн при напряжении ниже
начала короны методом бегущих волн
3.11. Общий алгоритм одновременного учета влияния импульсной короны и потерь в земле в многопроводной линии конечной длины
с дискретными неоднородностями по длине
3.12. Численное исследование совместного влияния различных факторов на развитие перенапряжений в ЛЭП
4. Методика расчета и результаты численного анализа влияния основных конструктивных и электрических параметров на грозоупорность ЛЭП при высоком удельном сопротивлении грунта
4.1. Основные особенности развития атмосферных перенапряжений в
ЛЭП при низкой проводимости грунта

4.2. Расчет параметров схемы замещения искусственных заземлителей с учетом ценообразования в грунте по данным полевых экспериментов в районе с низкой проводимостью грунта
4.2.1. Моделирование процессов стекания тока в элементах заземлителей реальной длины
4.2.2. Генерирование и измерение импульсов с крутыми фронтами
в сосредоточенных и протяженных подземных проводниках
4.2.3. Результаты измерений импульсов токов и напряжений на входе элементов заземлений опор
4.2.4. Методика подбора параметров схем замещения грозозащитных заземлений опор по данным эксперимента
4.3. Методики и алгоритмы уточненного расчета вероятного числа грозовых отключений ЛЭП
4.3.1. Оценка степени влияния токов смещения в грунте на число отключений ЛЭП
4.3.2. Итерационный алгоритм расчета вероятного числа грозовых отключений ЛЭП
4.4. Анализ результатов методических расчетов
5. Основные положения методики определения надежности грозозащиты подстанций при непосредственном учете деформации волн на подходах ЛЭП
5.1. Понятие объема опасных волн
5.2. Примеры анализа надежности грозозащиты подстанций
6. Основные технические рекомендации по повышению грозо-стойкости ЛЭП
6.1. Сопоставление расчетного числа грозовых отключений ЛЭП
с фактической грозоупорностью ЛЭП
6.2. Анализ эффективности тросовой грозозащиты вплоть до аномально высоких удельных сопротивлений грунта и сопротивлений заземлений опор
6.3. Анализ целесообразности применения протяженых заземлителей
2.2 Основные результаты анализа совокупности отключений ЛЭП за многолетний период регистрации.
С использованием имеющейся архивной документации по отключениям в предыдущие годы в ЭВМ были занесены данные по всем автоматическим отключениям, начиная с 1 января 1980 года по 31 декабря 1996 года или за 17 полных лет регистрации. Хотя за этот период вводились отдельные новые линии, а часть старых реконструировалась в первом приближении общие характеристики сетей можно считать достаточно стабильными для целей анализа динамики отключений. Сводные данные по линиям и их автоматическим отключениям приведены в табл.2.1.
Таблица 2.1.
Общие данные по линиям ЦЭС Колэнерго и их отключениям
Класс напряжения (кВ)
Показатель 35 110 154 330 Все линии
Количество линий 26 53
Суммарная длина (км) 263 1122 1225 435 3045
Объем наблюдений (км-лет) 3963 18420 20316 6851 49550
Общее число отключений в том числе: 151 958 846 186 2141
с успешным А11В 97 729 588 1 18 1532
с не успешным АПВ из них: 54 229
с простоем менее часа 16 99
с простоем более часа 38 130
Из нее видно, что общий объем наблюдений составил почти 50 тысяч км.лет. Для анализа доступны 2141 случая срабатывания релейной защиты. При этом большая часть отключений устранялась практически мгновенно автоматическим повторным включением (АПВ), а также в течение нескольких минут вручную диспетчером и только примерно 15% (для линий 35 кВ - 25% ), были связаны с относительно длительными простоями. Причем, собственно аварии составляли лишь часть этих случаев, а лишь небольшая доля из них привела к серьезным нарушениям в работе энерго-