по работе
5. СИСТЕМА РАННЕГО ОБНАРУЖЕНИЯ ГОЛОЛЕДООБРАЗОВАНИЯ.
5.1. Общие сведения.
Трасса проектируемой ВЛ 500 кВ Фроловская – Шахты – Ростовская проходит через районы со стенкой гололеда 25-30 мм, что предполагает проведение на ней плавки гололеда. Необходимость плавки гололеда на рассматриваемой ВЛ подтверждается данными о гололедных авариях за 2004 год на существующих ВЛ, трассы которых проходят в районах Волгограда и Нижней Волги. Поскольку районы с повышенной вероятностью гололедообразования имеются на протяжении всей трассы ВЛ, плавка гололеда также должна осуществляться по всей ее длине.
ВЛ 500 кВ Фроловская – Шахты – Ростовская будет выполнена проводом 3×АС 300/66, длина ВЛ составит 440 км. По всей длине ВЛ будут смонтированы грозозащитные тросы марки АС-70/72 за исключением перехода через р.Дон, где будет смонтирован грозотрос марки АС-95/141.
Плавка гололеда на фазных проводах ВЛ должна производится от УПГ постоянного тока.
Установки плавки гололеда на фазных проводах ВЛ постоянным током размещаются на ПС 500 кВ Ростовская, ПС 500 кВ Шахты и на Фроловская (в объем поставки не входит). Установки выполняются по блочному принципу, который предусматривает установку отдельных трансформаторов для питания выпрямительных установок плавки гололеда. Трансформаторы имеют расщепленную обмотку низшего напряжения, от каждой части которой питается одна неуправляемая выпрямительная установка. Коммутационная аппаратура УПГ на ПС 500 кВ Шахты позволяет получать на выходе установки 14 или 28 кВ выпрямленного напряжения соответственно при значении напряжения питания выпрямительных установок равном 10,5 кВ. Выходное напряжение может быть увеличено до 16 (32) кВ при использовании РПН трансформаторов, питающих выпрямительные установки. Технические требования к оборудованию приведены в приложении.
На первом этапе строительства при отсутствии ПС 500 кВ Ростовская и вводе ВЛ 500 кВ Ростовская – Шахты на напряжение 220 кВ плавка гололеда на этом участке ВЛ будет осуществляться от ПС 500 кВ Шахты напряжением 14 кВ по схеме «фаза–две фазы» до закорачивающего пункта.
Оборудование ВЛ системами раннего обнаружения гололедообразования (СРОГ), дополненных устройствами измерения температуры фазных проводов, позволяет начинать плавку до достижения муфтой гололеда критических значений, корректировать при необходимости режимы плавки, а также контролировать процесс опадания гололеда.
5.2. Технические характеристики.
Система раннего обнаружения гололедообразования (СРОГ) включает пункты контроля на ВЛ и пункты приема информации, устанавливаемые в диспетчерских службах различного уровня.
В зависимости от выполняемых функций пункты контроля подразделяются на:
- пункты контроля температуры фазных проводов и грозозащитных тросов, далее ПКТ;
- комбинированные пункты контроля гололедообразования и температуры, далее ПКК.
5.2.1. Общие технические требования к СРОГ
Аппаратура СРОГ должна быть построена на основе современных микропроцессорных устройств с использованием радиоканала для передачи информации.
Технические характеристики системы должны обеспечивать:
- Получение информации о гололедообразовании, метеопараметрах и о температуре фазных проводов и грозотросов в пунктах контроля на ВЛ.
- Требуемую точность измерений независимо от влияния метеоусловий на аппаратуру и на параметры канала связи.
- Возможность надежного обнаружения гололеда с толщиной стенки 0,5÷1,0 см.
- Возможность прогнозирования развития гололедной ситуации с учетом изменения метеопараметров и величины тока плавки, а также температуры фазных проводов и грозотросов при корректировке режима плавки гололеда.
- Контроль опадания гололедо-изморозевых отложений с целью определения момента окончания плавки гололеда.
- Приведение полученной в пункте приема информации к виду, удобному для дальнейшего использования в схемах АСУ ТП.
- Контроль несанкционированного доступа к оборудованию пунктов контроля.
- Срок службы СРОГ при круглосуточном режиме работы в гололедоопасный период не менее 10 лет.
5.2.2. Состав и структура СРОГ
Предусматривается организация шести комбинированных пунктов контроля гололедообразования на наиболее гололедоопасных участках прохождения трассы ВЛ 500 кВ Фроловская –Шахты – Ростовская и четырех пунктов контроля температуры фазных проводов и грозотросов, а также по одному пункту приема информации на ПС 500 кВ Фроловская, ПС 500 кВ Ростовская и ПС 500 кВ Шахты.
В каждом ПКК предполагается измерение:
- гололедно-ветровой нагрузки на три фазных провода и на грозозащитный трос;
- температуры окружающего воздуха;
- температуры трех фазных проводов и грозозащитного троса.
В каждом ПКТ предполагается измерение температуры трех фазных проводов и грозозащитного троса и температуры воздуха.
В каждом ПКТ предполагается измерение температуры трех фазных проводов и грозозащитного троса.
Учитывая возможную вероятность отсутствия прямой связи между ПКК, ПКТ, ПКГ и пунктом приема, предусмотрена установка ретрансляторов.
5.2.3. Требования к оборудованию СРОГ
Объем основных требований к оборудованию СРОГ, приведенный ниже, при необходимости может быть расширен на стадии разработки рабочей документации специальными дополнительными требованиями, определяемыми спецификой конкретной аппаратуры и более детальной проработкой состава и размещения элементов СРОГ.
5.2.3.1. Требования к датчикам гололедной нагрузки
В качестве датчиков должны быть использованы устройства, не имеющие подвижных частей и работающие на основе магнитоупругого эффекта.
Датчик должен монтироваться между траверсой и поддерживающей гирляндой изоляторов промежуточной опоры.
Для сопряжения с линейной арматурой опоры ВЛ в конструкции датчика должны быть использованы стандартные элементы сцепной арматуры.
Предел прочности на разрыв элементов конструкции датчика должен соответствовать пределу прочности используемой сцепной арматуры.
Прочность на разрыв заделки кабеля датчика (разъёма) должна быть не хуже прочности на разрыв самого кабеля.
Диапазон измеряемых нагрузок должен составлять от 100 до 3000 кГ.
Датчик должен обеспечивать погрешность измерения гололедно-ветровой нагрузки в рабочем диапазоне не более ± 50 кГ.
Допустимый диапазон температуры окружающего воздуха без потери работоспособности датчика должен составлять от –45 до +60 ºС.
Допустимый диапазон температуры окружающего воздуха с сохранением требуемой точности измерений должен составлять от –10 до +10 ºС.
Линейный размер, уменьшающий высоту подвеса фазного провода ВЛ, должен составлять не более 300 мм.
Конструкция датчика должна обеспечивать герметичность вводов кабеля и сцепной арматуры во всем диапазоне рабочих температур при воздействии дождя, соляного тумана, гололеда в сочетании с ветром до 30 м/сек.
5.2.3.2. Требования к аппаратуре пунктов контроля и ретранслятора
Радиоканал должен быть организован на современных цифровых, перепрограммируемых радиостанциях.
Метрологические характеристики аппаратуры должны обеспечивать непрерывное измерение гололедной нагрузки, температуры воздуха, фазных проводов и грозотросов с погрешностью не более 5%.
Должна быть обеспечена эффективная защита от помех в условиях размещения радиомодемов на опорах ВЛ.
Должна быть обеспечена возможность как циклического опроса пунктов контроля по устанавливаемой диспетчером программе, так и ручного вызова с целью проверки работоспособности и получения информации в любой момент времени.
Должна быть обеспечена возможность ретрансляции сигнала с ПКГ и ПКТ, если прямая связь с пунктом приема отсутствует из-за сложного рельефа местности.
Архитектура и аппаратура СРОГ должны предусматривать поэтапное развитие системы с целью расширения ее границ до регионального уровня.
Аппаратура ПКГ, ПКТ и ретранслятора должна размещаться в металлических влагозащищённых шкафах.
Аппаратура ПКГ, ПКТ и ретранслятора должна сохранять работоспособность при изменении температуры окружающего воздуха от -45 до +40ºС;
Аппаратура ПКГ, ПКТ и ретранслятора должна безотказно функционировать с сохранением заданных метрологических параметров в следующих условиях:
диапазон рабочих температур от -20 до +40 ºС;
нижнее атмосферное давление 60 кПа (450 мм рт. ст.);
относительная влажность до 100% при +25ºС.
Конструкция шкафов и оборудования должна обеспечивать свободный доступ, монтаж, быстрое нахождение повреждений, ремонт и безопасность обслуживающего персонала.
Шкафы должны иметь все необходимые кабели с разъемами и разъемы для подключения внешних кабелей.
Конструкция оборудования должна исключать возможность неправильной сборки и неправильного подключения кабелей во время эксплуатации, технического обслуживания и ремонта.
Шкафы должны быть снабжены клеммами рабочего и защитного заземления и индивидуальными устройствами защиты для каждого комплекта оборудования, а именно:
- от короткого замыкания;
- от перегрузки;
- от повышения напряжения.
Аккумуляторные батареи, применяемые в устройствах электропитания, должны быть необслуживаемыми в течении всего срока их эксплуатации.
Должна быть исключена возможность воспламенения оборудования при случайном замыкании в цепях питания и при неправильном включении полярности электропитания.
Оборудование должно быть заземлено.
Величина сопротивления между клеммой защитного заземления и любой металлической частью оборудования, доступной для прикосновения, не должна превышать 0,1 Ом.
5.2.3.3. Требования к аппаратуре пункта приема
Аппаратура пункта приема должна размещаться в корпусе щитового исполнения.
Конструкция корпуса и оборудования должна обеспечивать свободный доступ, монтаж, быстрое нахождение повреждений, ремонт и безопасность обслуживающего персонала.
Корпус должен иметь все необходимые кабели с разъемами и разъемы для подключения внешних кабелей.
Конструкция оборудования должна исключать возможность неправильной сборки и неправильного подключения кабелей во время эксплуатации, технического обслуживания и ремонта.
Должна быть исключена возможность воспламенения оборудования при случайном замыкании в цепях питания и при неправильном включении полярности электропитания.
Токоведущие элементы должны быть недоступны для случайного прикосновения.
Оборудование должно быть заземлено.
Величина сопротивления между клеммой защитного заземления и любой металлической частью оборудования, доступной для прикосновения, не должна превышать 0,1 Ом.
Сопротивление изоляции для цепей первичного питания по отношению к каркасу должно быть, Мом, не менее:
в нормальных климатических условиях 20;
при повышенной температуре 5;
при повышенной влажности 1.
Электропитание оборудования должно осуществляться через устройство бесперебойного питания (УБП) переменным током с номинальным напряжением 220 В.
Устройство бесперебойного питания должно обеспечивать бесперебойное функционирование аппаратуры пункта приема и компьютерного оборудования при следующих допустимых изменениях характеристик источника переменного тока:
напряжение Uн =220 В от 187 до 242 В;
частота fн =50 Гц от 47,5 до 51.0 Гц;
коэффициент нелинейных искажений не более 10%
кратковременное (длительностью до 3 сек)
изменение напряжения относительно
номинального значения ±40%;
импульсные перенапряжения
длительностью до 10 мкс ±1000 В.
При пропадании напряжения внешней сети переменного тока УБП должно обеспечивать электропитание оборудования пункта приема в течение 2 часов без ухудшения характеристик питающей сети.
Для системы электропитания должны быть предусмотрены устройства управления, контроля, сигнализации, устройства защиты, распределительные щитки, заземление и другие необходимые средства.
Аппаратура пункта приема должна безотказно функционировать с сохранением заданных метрологических параметров в следующих условиях:
диапазон рабочих температур от +5 до +40;
нижнее атмосферное давление 60 кПа (450 мм рт. ст.);
относительная влажность до 80% при +25ºС.
Приемный преобразователь в составе пункта приема должен обеспечивает получение, отображение информации на цифровом индикаторе, ретрансляцию на диспетчерский пункт по каналу ТМ и связь с персональным компьютером по интерфейсу RS-232 (RS 485).
Аппаратура пункта приема должна интегрироваться в АСУТП по стандартным протоколам МЭК (МЭК-60870-5-103 и МЭК 61850), при этом должна быть безусловно обеспечена интеграция СРОГ в АСУ ТП подстанции.
5.2.4. Список устройств СРОГ, подлежащих приобретению по титулу «ВЛ 500 кВ Фроловская – Ростовская с ПС 500 кВ Ростовская»
Таблица 5.1.
№/№
п/п Тип оборудования Объект установки Кол
1. Комбинированный пункт контроля в составе:
-микропроцессорный линейный преобразователь с программным обеспечением –1 шт.;
-устройство контроля температуры проводов – 4 шт.;
-радиостанция – 1 шт.;
-приемо-передатчик – 5 шт.;
-датчик гололедной нагрузки – 4 шт.;
-датчик температуры воздуха – 1 шт.;
-аккумуляторная батарея – 2 шт.;
-источник бесперебойного питания – 4 шт.;
-модуль солнечной батареи – 3 шт.;
-антенна – 1 шт.;
-устройство подзарядки – 1 шт.;
-корпус соединения кабелей – 4 шт.;
-комплект соединительных кабелей – 1 шт.;
-шкаф контроля – 1 шт. ВЛ 500 кВ Фроловская – Шахты – Ростовская 6
2. Пункт контроля температуры в составе:
-микропроцессорный линейный преобразователь с программным обеспечением – 1 шт.;
-устройство контроля температуры проводов – 4 шт.;
-радиостанция – 2 шт.;
-приемо-передатчик – 5 шт.;
-аккумуляторная батарея – 1 шт.;
-источник бесперебойного питания – 4 шт.;
-модуль солнечной батареи – 3 шт.;
-антенна – 1 шт.;
-устройство подзарядки – 1 шт.;
-комплект соединительных кабелей – 1 шт.;
-шкаф контроля – 1 шт. ВЛ 500 кВ Фроловская – Шахты – Ростовская 4
3. Ретранслятор в составе:
-дуплексер–фильтр – 1 шт.;
-контроллер ретранслятора с программным обеспечением–1шт;
-радиостанция – 2 шт.;
-аккумуляторная батарея – 2 шт.;
-модуль солнечной батареи – 3 шт.;
-антенна – 1 шт.;
-устройство подзарядки – 1 шт.;
-комплект разъемов, переходников и соединительных кабелей – 1 шт.;
-корпус ретранслятора–1 шт. ВЛ 500 кВ Фроловская – Шахты – Ростовская 2
4. Пункт приема в составе:
-микропроцессорный приемный преобразователь с программным обеспечением – 1 шт.;
-радиостанция – 1 шт.;
-аккумуляторная батарея – 1 шт.;
-антенна – 1 шт.;
-блок питания – устройство подзарядки – 1 шт.;
-комплект соединительных кабелей – 1 шт.;
-шкаф контроля приемный – 1 шт.;
-АРМ в составе компьютера с программным обеспечением «АРМ-Гололед», принтера, источника бесперебойного питания, стола компьютерного и кресла. ПС 500 кВ Фроловская,
ПС 500 кВ Ростовская
ПС 500 кВ Шахты
3
РАО «ЕЭС РОССИИ»
Ф и л и а л
ОАО «Южный инженерный центр энергетики»
«Ю Ж Э Н Е Р Г О С Е Т Ь П Р О Е К Т»
=====================================================================
ПС 220 КВ ЧЕРЕМУШКИ-1 С ЗАХОДАМИ ВЛ 220 КВ
Проект
Пояснительная записка и основные чертежи
по заходам ВЛ 220 кВ. Плавка гололеда
6611-ПЗ-373-01-Т3.2 ПГ
Том 3
Книга 2
2006 г.
РАО «ЕЭС РОССИИ»
Ф и л и а л
ОАО «Южный инженерный центр энергетики»
«Ю Ж Э Н Е Р Г О С Е Т Ь П Р О Е К Т»
=====================================================================
ПС 220 КВ ЧЕРЕМУШКИ-1 С ЗАХОДАМИ ВЛ 220 КВ
Проект
Пояснительная записка и основные чертежи
по заходам ВЛ 220 кВ. Плавка гололеда
6611-ПЗ-373-01-Т3.2 ПГ
Том 3
Книга 2
Главный инженер
А.Д.Лейдман
Главный инженер проекта
Н.В.Гвоздиков
Главный инженер проекта А.В.Лубенец
2006 г.
Состав проекта
«ПС 220 кВ Черемушки-1 с заходами ВЛ 220 кВ»
Том Обозначение Наименование
Справка
В настоящем проекте все технические решения по сооружениям, конструкциям, оборудованию в технической части приняты и разработаны в полном соответствии с действующими на дату выпуска проекта нормами и правилами, включая правила пожарной безопасности и взрывобезопасности по Российской Федерации.
При соблюдении правил технической эксплуатации, а также требований безопас-ности и пожаровзрывобезопасности эксплуатация зданий и сооружений по данному проекту безопасна.
В проекте учтены также требования нормативных и директивных документов по природоохранным мероприятиям.
Главный инженер проекта Н.В. Гвоздиков
Главный инженер проекта А.В. Лубенец
Содержание
Стр.
1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ 6
2. СХЕМЫ И РЕЖИМЫ ПЛАВКИ ГОЛОЛЕДА НА ВЛ 220 КВ ЦЕНТРАЛЬНАЯ – ЧЕРЕМУШКИ – АРМАВИР 6
2.1. СХЕМЫ ПЛАВКИ ГОЛОЛЕДА 6
2.1.1. Плавка гололеда на фазных проводах ВЛ 6
2.1.2. Плавка гололеда на грозозащитных тросах ВЛ 8
2.2. РАСЧЕТ РЕЖИМОВ ПЛАВКИ ГОЛОЛЕДА 10
3. ОБОРУДОВАНИЕ ПЛАВКИ ГОЛОЛЕДА, ПРЕДУСМАТРИВАЕМОЕ К УСТАНОВКЕ НА ПС 11
3. СИСТЕМА РАННЕГО ОБНАРУЖЕНИЯ ГОЛОЛЕДООБРАЗОВАНИЯ НА ПРОВОДАХ И ГРОЗОТРОСАХ ВЛ С УСТРОЙСТВАМИ КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ 12
4.1. ОБЩИЕ ДАННЫЕ 12
4.2. ОБЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К СРОГ 13
4.3. СОСТАВ И СТРУКТУРА СРОГ 13
4.4. ТРЕБОВАНИЯ К ОБОРУДОВАНИЮ СРОГ 17
4.4.1. Требования к датчикам гололедной нагрузки 17
4.4.2. Требования к устройству контроля температуры провода (ОКГТ) 18
4.4.3. Требования к аппаратуре пунктов контроля 18
4.4.4. Требования к аппаратуре пункта приема 20
4.4.5. Требования к документации 21
4.5. СПИСОК УСТРОЙСТВ СРОГ, ПОДЛЕЖАЩИХ ПРИОБРЕТЕНИЮ 23
ПРИЛОЖЕНИЯ 24
1. Общая часть
Настоящий том выполнен во исполнение Технического задания на разработку про-екта «ПС 220 кВ Черемушки-1 с заходами ВЛ 220 кВ», утвержденного ОАО «ФСК ЕЭС» 29.08.2005 г. с учетом поручения предусмотреть плавку гололеда на ВЛ 220 кВ Централь-ная – Черемушки – Армавир, полученного в письме Главного инженера Филиала ОАО «ФСК ЕЭС» МЭС Юга №13/4463ф-ФД от 29.12.2005 г. (см. Приложение 1).
При обосновании необходимости оборудования ПС устройствами плавки гололеда и выборе конкретных схем плавки были приняты во внимание следующие обстоятельства:
• трасса ВЛ 220 кВ Центральная – Черемушки – Армавир проходит через районы с нормативной стенкой гололеда 25 мм и более, что предполагает в соответствии с седьмым изданием ПУЭ (раздел 2) проведение на них плавки гололеда для повышения уровня на-дежности электроснабжения потребителей в гололедоопасный период;
• оборудование ВЛ системами раннего обнаружения гололедообразования (СРОГ), позволяет начинать плавку до достижения муфтой гололеда критических значений, кор-ректировать при необходимости режимы плавки, а также контролировать процесс опада-ния гололеда;
• замена грозотросов ВЛ 220 кВ Центральная – Черемушки – Армавир на грозоза-щитный трос со встроенным оптическим кабелем (ОКГТ) по всей длине ВЛ, подтвержден-ная письмом ОАО «Институт Энергосетьпроект» №24-08/400 от 14.07.2005 г., предполага-ет оборудование ВЛ устройствами для контроля температуры ОКГТ в ходе плавки.
2. Схемы и режимы плавки гололеда на
ВЛ 220 кВ Центральная – Черемушки – Армавир
2.1. Схемы плавки гололеда
2.1.1. Плавка гололеда на фазных проводах ВЛ
Плавка гололеда на проводах ВЛ 220 Центральная – Черемушки (АС¬300/39) произ-водится от существующей установки плавки гололеда (УПГ) постоянным током на ПС 500 кВ Центральная через обходную систему шин 220 кВ напряжением 14 кВ по схеме «фаза-фаза» в двух циклах до закорачивающего пункта QS4 на ПС 220 кВ Черемушки (см. рис. 2.1).
Плавка гололеда на проводах ВЛ 220 Черемушки – Армавир (АС¬300/39) ) произво-дится от существующей УПГ постоянным током на ПС 500 кВ Центральная напряжением 28 кВ по схеме «фаза-две фазы» в трех циклах до закорачивающего пункта QS8 на ПС 330 кВ Армавир через перемычку QS2, QS3 на ПС 220 кВ Черемушки.
Схема плавки выбирается в зависимости от места обнаружения гололедо-образования.
Рис. 2.1. Схема плавки гололеда на фазных проводах ВЛ
2.1.2. Плавка гололеда на грозозащитных тросах ВЛ
Плавка гололеда на грозозащитном тросе со встроенным оптическим кабелем (ОКГТ) ВЛ 220 кВ Центральная – Черемушки напряжением 14 кВ по схеме «трос – земля» (рис.2.2) и через заземляющий разъединитель QS2, устанавливаемый на ПС 220 кВ Чере-мушки.
Плавка гололеда на ОКГТ ВЛ 220 кВ Центральная – Армавир производится от су-ществующей УПГ постоянным током на ПС 500 кВ Центральная через обходную систему шин 220 кВ напряжением 28 кВ по схеме «трос – фазный провод» (рис.2.3) и через разъе-динитель 220 кВ QS4 на ПС 330 кВ Армавир. При этом ОКГТ подключается к фазному проводу цепи ВЛ 220 кВ Центральная – Армавир, которая не заходит на ПС 220 кВ Чере-мушки. Схема плавки выбирается в зависимости от места обнаружения гололеда.
Следует учитывать, что в соответствии со схемой ВОЛС-ВЛ 03/20-01-04а ЗАО «ОПТЭН ЛИМИТЕД» (см. Приложение 2) участки ОКГТ на подходах к ПС Центральная и Армавир (9,7 и 8,4 км соответственно) шунтируются проводом АС70/72 и при расчетных токах обогреваться не будут.
Поскольку ОКГТ кроме выполнения функции молниезащиты является физическим каналом для передачи информации в средствах связи, РЗА, ПА и др., он должен обладать повышенной надежностью при возникновении гололедоопасных ситуаций, т. е. кроме со-блюдения обычных для грозотроса требований к выполнению критерия эффективности плавки гололеда
Iодн Iпл Iмд ,
где Iпл – расчетное значение тока плавки гололеда;
Iмд – значение максимального длительно допустимого тока провода;
Iодн – значение часового тока плавки, при котором плавка считается эффективной,
возникает необходимость контроля температуры нагрева ОКГТ в ходе плавки;
Для всех известных марок ОКГТ существует требование, в соответствии с которым его температура не должна превышать 80°С. В противном случае срок службы
оптоволокна сокращается, что может привести к отказам канала передачи информации средств связи, РЗА, ПА и др. Поскольку перегрев ОКГТ возможен только на участках, не покрытых гололедом, необходимо устанавливать устройства контроля температуры нагре-ва ОКГТ в местах, где гололедообразование наименее вероятно, с передачей соответст-вующих данных в пункт приема СРОГ.
При наличии информации о температуре ОКГТ в ходе плавки становится предпоч-тительнее применение в качестве установки для плавки постоянным током на ПС 500 кВ Центральная управляемого выпрямителя, основным преимуществом которого по сравне-нию с использованием РПН трансформатора плавки в составе неуправляемой установки, является широкий диапазон регулирования выходных напряжений.
Окончательное решение о выборе источника питания для плавки гололеда на ОКГТ должно быть принято на стадии выполнения рабочей документации.
Рис. 2.2. Схема плавки на ОКГТ ОТ ПС 500 кВ Центральная до
ПС 220 кВ Черемушки
Рис. 2.3. Схема плавки на ОКГТ ОТ ПС 500 кВ Центральная до ПС 330 кВ Армавир
2.2. Расчет режимов плавки гололеда
Расчеты режимов плавки гололеда на проводах и грозозащитных тросах ВЛ выпол-няются исходя из основного условия эффективности плавки:
Iодн Iпл Iмд ,
где Iпл – расчетное значение тока плавки гололеда;
Iмд – значение максимального длительно допустимого тока провода;
Iодн – значение одночасового тока плавки (плавка гололеда в течение времени t60мин считается не эффективной).
Расчеты проводились в соответствии с Методическим указаниям по плавке голо-леда переменным и постоянным током. Часть I и II. При проведении расчетов были приняты следующие условия:
диапазон скоростей ветра при гололеде v, м/с 2÷18;
диапазон температур воздуха в, °С 0÷-5;
диапазон углов атаки ветра , ° 0÷90;
толщина стенки гололедной муфты b, см 1;
плотность гололеда, , г/см3 0,9;
длина участка ВЛ, покрытого гололедом lг, км 10.
При расчетах были приняты следующие параметры ОКГТ:
допустимая температура нагрева ОКГТ, ОКГТ°С 80;
внешний диаметр кабеля, d, мм 11 и 15;
активное сопротивление при Т=20°С R, Ом/км 0,823 и 0,560;
сечение по алюминиевой части Sа, мм2 20 и 13;
сечение по стальной части Sс, мм2 48 и 118.
Поскольку конструкция ОКГТ отличается от конструкции обычных сталеалюмине-вых проводов, при проведении расчетов режимов плавки гололеда на нем принято допущение о возможности использования действующих Методических указаний при фак-тическом соотношении суммарных сечений стали и алюминия для принятой марки ОКГТ.
Результаты расчетов параметров плавки от установок плавки гололеда постоянным током приведены в табл. 2.1.
Таблица 2.1.
Наименование ВЛ UВЛ, кВ Длина ВЛ,
км Марка
провода Схема плавки гололеда Uпл ,
кВ Iпл ,
А tпл ,
мин
Центральная –
Черемушки 220 47 АС-300/39 фаза-фаза =14 1096÷1350 18÷19
Центральная –
Армавир 220 173 АС-300/93 фаза-
две фазы =28 975÷1140 25÷30
Центральная –
Черемушки 220 47 ОКГТ-11 трос-земля =12 275÷336 18÷19
ОКГТ-15 369÷452 19÷20
Центральная –
Армавир 220 139 ОКГТ-11 трос- провод =28 243÷286 24÷30
ОКГТ-15 335÷400 24÷28
Примечание: Расчеты токов и времени плавки выполнены для ОКГТ диаметром 11 и 15 мм
Выполненные расчеты параметров плавки гололеда на ОКГТ ВЛ 220 кВ Централь-ная – Армавир от управляемой установки плавки гололеда показали, что выходное напря-жение источника плавки на ПС 500 кВ Центральная должно регулироваться при измене-нии метеопараметров и схем плавки в пределах 10÷30 кВ, что соответствует диапазону токов плавки Iпл=220÷450 А.
3. Оборудование плавки гололеда, предусматриваемое
к установке на ПС
На ПС 500 кВ Центральная.
Для подключение ОКГТ Центральная – Черемушки – Армавир к обходной системе шин с целью организации на нем плавки устанавливается однополюсный разъединитель QS1 220 кВ, 1000 А (рис. 2.2, 2.3).
На ПС 220 кВ Черемушки.
Для организации схемы плавки от ПС 500 кВ Центральная на фазных проводах ВЛ 220 кВ Центральная – Черемушки устанавливается закорачивающий разъединитель 220 кВ, 1000 А QS4 (Рис. 2.1).
Для создания контура плавки на фазных проводах ВЛ 220 кВ Центральная – Чере-мушки – Армавир устанавливаются разъединители 220 кВ, 1000 А QS2 и QS3
(рис. 2.1).
Для организации контура плавки на ОКГТ Центральная – Черемушки устанавлива-ется заземляющий разъединитель QS2 35 кВ, 1000 А (рис. 2.2).
На ПС 330 кВ Армавир.
Для организации схемы плавки от ПС 500 кВ Центральная на фазных проводах ВЛ 220 кВ Центральная – Черемушки – Армавир устанавливается закорачивающий разъединитель 220 кВ, 1000 А QS8 (рис. 2.1).
Для создания контура плавки на ОКГТ Центральная – Черемушки – Армавир
устанавливается однополюсный разъединитель QS4 220 кВ, 1000 А (рис. 2.3).
3. Система раннего обнаружения гололедообразования на
проводах и грозотросах ВЛ с устройствами контроля
температуры
4.1. Общие данные
Система раннего обнаружения гололедообразования (СРОГ) включает пункты кон-троля на ВЛ и пункты приема информации, устанавливаемые на диспетчерских пунктах ПС, от которых осуществляется плавка гололеда.
В зависимости от выполняемых функций пункты контроля подразделяются на:
комбинированные пункты контроля гололедообразования и температуры (ПКК);
пункты контроля температуры фазных проводов и ОКГТ (ПКТ).
Основными задачами, решаемыми с помощью проектируемой СРОГ, являются:
своевременное информирование оперативного персонала подстанции и диспет-черских служб о начале процесса гололедообразования на ВЛ;
прогнозирование развития гололедоопасной ситуации с учетом сложившихся ме-теоусловий и интенсивности гололедообразования;
информирование оперативного персонала подстанции и диспетчерских служб об опадании гололедных отложений в месте расположения ПКК при проведении плавки гололеда на ВЛ;
информирование оперативного персонала подстанции и диспетчерских служб о превышении допустимых значений температуры проводов и грозотросов ВЛ в местах рас-положения ПКТ и ПКК в ходе плавки гололеда с целью корректировки режима плавки.
4.2. Общие технические требования к СРОГ
Аппаратура СРОГ должна быть построена на основе современных микропроцессор-ных или цифровых дискретных устройств с использованием радиоканала (УКВ или GSM) для передачи информации.
Технические характеристики системы должны обеспечивать:
получение информации о гололедообразовании, метеопараметрах и о темпера-туре фазных проводов и грозотросов в пунктах контроля на ВЛ;
требуемую точность измерений вне зависимости от влияния метеоусловий на ап-паратуру и на параметры канала связи;
возможность надежного обнаружения гололеда с толщиной стенки 0,5÷1,0 см;
возможность прогнозирования развития гололедной ситуации с учетом измене-ния метеопараметров и величины тока плавки, а также температуры фазных проводов и грозотросов при корректировке режима плавки гололеда;
контроль опадания гололедо-изморозевых отложений с целью определения мо-мента окончания плавки гололеда;
дистанционный контроль параметров источника питания;
приведение полученной в пункте приема информации к виду, удобному для дальнейшего использования в схемах АСУ ТП;
контроль несанкционированного доступа к оборудованию пунктов контроля;
срок службы СРОГ при круглосуточном режиме работы в гололедоопасный период не менее 10 лет (за исключением аккумуляторных батарей).
4.3. Состав и структура СРОГ
Проектом предусматривается организация:
комбинированных пунктов контроля в местах прохождения трасс ВЛ с наиболь-шей вероятностью образования гололеда;
пунктов контроля температуры фазных проводов и ОКГТ местах прохождения трасс ВЛ с наименьшей вероятностью образования гололеда.
При выборе конкретного места установки пунктов контроля необходима проверка проходимости радиосигнала в пункт приема информации.
Прием информации осуществляется в запроектированном ранее пункте приема на ПС 500 кВ Центральная.
В каждом пункте контроля осуществляется измерение различных наборов
параметров.
В ПКК:
гололедно-ветровой нагрузки на три фазных провода и на ОКГТ;
температуры окружающего воздуха;
температуры трех фазных проводов и ОКГТ.
В ПКТ:
температуры окружающего воздуха;
температуры трех фазных проводов и ОКГТ.
Количество пунктов контроля приведено в табл. 4.1.
Таблица 4.1
Наименование ВЛ Количество
ПКК ПКТ
Центральная – Черемушки 1 1
Черемушки – Армавир 2 2
Всего 3 3
Функциональные схемы пунктов контроля приведены на рис. 4.1, 4.2.
На рисунках обозначено:
А1 – микропроцессорный линейный преобразователь;
А2 – устройство контроля температуры проводов;
AU1 – радиостанция или GSM-модем;
AU2, AU3 – приемо-передатчик;
BP1÷ BP4 – датчик гололедной нагрузки;
BТ1 – датчик температуры воздуха;
GB1 – аккумуляторная батарея;
GB2 – источник бесперебойного питания;
GS1 ÷ GS3 – модуль солнечной батареи;
U1÷U3 – антенна;
UG1 – устройство подзарядки;
XN1÷XN4 – корпус соединения кабелей.
Блоки аппаратуры, обозначенные на рисунках A2, AU3, GB2 и U3, устанавлива-ются на потенциале фазного провода или грозозащитного троса и связаны с линейным преобразователем местным радиоканалом.
Рис. 4.1. Функциональная схема комбинированного пункта контроля (ПКК)
Рис. 4.2.Функциональная схема пункта контроля температуры
проводов и ОКГТ (ПКТ)
4.4. Требования к оборудованию СРОГ
Объем основных требований к оборудованию СРОГ, приведенный ниже, после проведения конкурса и определения поставщика (производителя) при необходимости может быть расширен на стадии разработки рабочей документации специальными дополнительными требованиями, определяемыми спецификой конкретной аппаратуры и более детальной проработкой состава и размещения элементов СРОГ.
4.4.1. Требования к датчикам гололедной нагрузки
В качестве датчиков должны быть использованы устройства, не имеющие подвиж-ных частей и работающие на основе магнитоупругого эффекта.
Датчик должен монтироваться между траверсой и поддерживающей гирляндой изо-ляторов промежуточной опоры.
Для сопряжения с линейной арматурой опоры ВЛ в конструкции датчика должны быть использованы стандартные элементы сцепной арматуры.
Предел прочности на разрыв элементов конструкции датчика должен соответство-вать пределу прочности используемой сцепной арматуры.
Прочность на разрыв заделки кабеля датчика (разъема) должна быть не хуже проч-ности на разрыв самого кабеля.
Диапазон измеряемых нагрузок должен составлять от 100 до 3000 кГ.
Датчик должен обеспечивать погрешность измерения гололедно-ветровой нагрузки в рабочем диапазоне не более ± 50 кГ.
Допустимый диапазон температуры окружающего воздуха без потери работоспо-собности датчика должен составлять от –40 до +60 ºС.
Допустимый диапазон температуры окружающего воздуха с сохранением требуе-мой точности измерений должен составлять от –10 до +10 ºС.
Линейный размер, уменьшающий высоту подвеса фазного провода ВЛ, должен со-ставлять не более 400 мм.
Конструкция датчика должна обеспечивать герметичность вводов кабеля и сцепной арматуры во всем диапазоне рабочих температур при воздействии дождя, соляного тумана, гололеда в сочетании с ветром до 30 м/сек.
4.4.2. Требования к устройству контроля температуры провода (ОКГТ)
Устройство должно монтироваться на потенциале провода (ОКГТ).
Датчик должен обеспечивать измерение температуры провода (ОКГТ) в диапазоне от 0 до120°С.
Устройство должно обеспечивать погрешность измерения температуры провода (ОКГТ) в рабочем диапазоне не более ± 2°С.
Допустимый диапазон температуры окружающего воздуха без потери работоспо-собности устройства должен составлять от –40 до +60 ºС.
Устройство должно иметь источник питания с устройством подзарядки.
В качестве устройства подзарядки должна использоваться солнечная батарея.
Передача информации о температуре провода (ОКГТ) должна передаваться по ме-стному радиоканалу. Радиостанция устройства контроля температуры должна обеспечи-вать устойчивую радиосвязь на расстоянии не менее 50 м.
Параметры источника питания и мощность солнечных батарей должны обеспечи-вать цикличность опроса пунктов контроля не менее 1 раза в 5 минут.
Конструкция датчика должна обеспечивать герметичность во всем диапазоне рабо-чих температур при воздействии дождя, соляного тумана, гололеда в сочетании с ветром до 30 м/сек.
4.4.3. Требования к аппаратуре пунктов контроля
Радиоканал должен быть организован на современных цифровых, перепрограмми-руемых радиостанциях.
Должны быть применены электронные компоненты индустриального диапазона, обеспечивающие сохранение работоспособности и заданных метрологических параметров во всем оговоренном проектом интервале изменения температуры окружающей среды без применения термостатирования шкафа контроля.
Метрологические характеристики аппаратуры должны обеспечивать непрерывное измерение гололедной нагрузки, температуры воздуха, фазных проводов и грозотросов с погрешностью не более 5%.
Должна быть обеспечена эффективная защита от помех в условиях размещения ра-диомодемов на опорах ВЛ.
Должна быть обеспечена возможность как циклического опроса пунктов контроля по устанавливаемой диспетчером программе, так и ручного вызова с целью проверки работоспособности и получения информации в любой момент времени.
Питание аппаратуры пункта контроля должно осуществляться от аккумуляторной батареи с устройством подзарядки.
В качестве устройства подзарядки использовать солнечные батареи.
Емкость аккумуляторной батареи и мощность солнечных батарей должны обеспечи-вать цикличность опроса пунктов контроля не менее 1 раза в 5 минут.
Должна быть обеспечена возможность ретрансляции сигнала с ПКГ и ПКТ, если прямая связь с ПП отсутствует из-за сложного рельефа местности.
Архитектура и аппаратура СРОГ должны предусматривать поэтапное развитие сис-темы с целью расширения ее границ до регионального уровня.
Аппаратура ПКГ, ПКТ и ретранслятора должна размещаться в
металлических влагозащищенных шкафах, тип исполнения IP54 по ГОСТ 14254-80.
Аппаратура ПКГ, ПКТ и ретранслятора должна сохранять работоспособность при изменении температуры окружающего воздуха от -40 до +40ºС;
Аппаратура ПКГ, ПКТ и ретранслятора должна безотказно функционировать с со-хранением заданных метрологических параметров в следующих условиях:
диапазон рабочих температур от -20 до +40 ºС;
нижнее атмосферное давление 60 кПа (450 мм рт. ст.);
относительная влажность до 100% при +25ºС.
Конструкция шкафов и оборудования должна обеспечивать свободный доступ, мон-таж, быстрое нахождение повреждений, ремонт и безопасность обслуживающего персона-ла.
Шкафы должны иметь все необходимые кабели с разъемами и разъемы для подклю-чения внешних кабелей.
Конструкция оборудования должна исключать возможность неправильной сборки и неправильного подключения кабелей во время эксплуатации, технического обслуживания и ремонта.
Шкафы должны быть снабжены клеммами рабочего и защитного заземления и ин-дивидуальными устройствами защиты для каждого комплекта оборудования, а именно:
от короткого замыкания;
от перегрузки;
от повышения напряжения.
Шкафы должны быть снабжены сигнализацией несанкционированного доступа с возможностью передачи приоритетного сигнала на пункт приема.
Аккумуляторные батареи, применяемые в устройствах электропитания, должны быть необслуживаемыми в течение всего срока их эксплуатации.
Должна быть исключена возможность воспламенения оборудования при случайном замыкании в цепях питания и при неправильном включении полярности электропитания.
Оборудование должно быть заземлено на контур заземления опоры ВЛ.
Величина сопротивления между клеммой защитного заземления и любой металли-ческой частью оборудования, доступной для прикосновения, не должна превышать 0,1 Ом.
4.4.4. Требования к аппаратуре пункта приема
Аппаратура ПП должна размещаться в корпусе щитового исполнения.
Конструкция корпуса и оборудования должна обеспечивать свободный доступ, монтаж, быстрое нахождение повреждений, ремонт и безопасность обслуживающего персонала.
Корпус должен иметь все необходимые кабели с разъемами и разъемы для подклю-чения внешних кабелей.
Конструкция оборудования должна исключать возможность неправильной сборки и неправильного подключения кабелей во время эксплуатации, технического обслуживания и ремонта.
Должна быть исключена возможность воспламенения оборудования при случайном замыкании в цепях питания и при неправильном включении полярности электропитания.
Токоведущие элементы должны быть недоступны для случайного прикосновения.
Оборудование должно быть заземлено на контур заземления здания в месте распо-ложения.
Величина сопротивления между клеммой защитного заземления и любой металли-ческой частью оборудования, доступной для прикосновения, не должна превышать 0,1 Ом.
Сопротивление изоляции для цепей первичного питания по отношению к корпусу шкафа должно быть, МОм, не менее:
в нормальных климатических условиях 20;
при повышенной температуре 5;
при повышенной влажности 1.
Электропитание оборудования должно осуществляться через устройство беспере-бойного питания (УБП) переменным током с номинальным напряжением 220 В.
Устройство бесперебойного питания должно обеспечивать функционирование аппаратуры пункта приема и компьютерного оборудования при следующих допустимых изменениях характеристик источника переменного тока:
напряжение Uн =220 В от 187 до 242 В;
частота Fн =50 Гц от 47,5 до 51.0 Гц;
коэффициент нелинейных искажений не более 10%
кратковременное (длительностью до 3 сек) изменение напряжения
относительно номинального значения ±40%;
импульсные перенапряжения
длительностью до 10 мкс ±1000 В.
При пропадании напряжения внешней сети переменного тока УБП должно обеспе-чивать электропитание оборудования пункта приема в течение 2 часов без ухудшения ха-рактеристик питающей сети.
Для системы электропитания должны быть предусмотрены устройства управления, контроля, сигнализации, устройства защиты, распределительные щитки, заземление и дру-гие необходимые средства.
Аппаратура пункта приема должна безотказно функционировать с сохранением за-данных метрологических параметров в следующих условиях:
диапазон рабочих температур от +5 до +40;
нижнее атмосферное давление 60 кПа (450 мм рт. ст.);
относительная влажность до 80% при +25ºС.
Приемный преобразователь в составе пункта приема должен обеспечивать прием, отображение информации на цифровом индикаторе, ретрансляцию на диспетчерский пункт по каналу ТМ и связь с персональным компьютером по интерфейсу RS-232 (RS-485).
Аппаратура пункта приема должна иметь стандартные международные протоколы обмена данными (МЭК-60870-5-103 и МЭК 61850), при этом должна быть обеспечена ин-теграция СРОГ в АСУ ТП подстанции.
4.4.5. Требования к документации
Вся документация должна соответствовать российским стандартам. По возможно-сти должны быть использованы стандартизированные символы и термины, рекомендо-ванные МСЭ и МЭК.
Документация должна поставляться как на бумажных носителях, так и в электрон-ном виде (на CD ROM в формате MS OFFICE 97/2000).
В состав поставляемой документации должны входить:
эксплуатационная документация на каждый вид оборудования и комплекс СРОГ в целом, содержащая:
техническое описание;
инструкцию по эксплуатации;
документацию на входящие в комплекс покупные аппаратные средства и системное программное обеспечение;
программная документация, включая:
прикладное и технологическое программное обеспечение;
описание программно-технических средств;
руководство по установке и настройке системного и прикладного программного обеспечения;
руководство оператора по использованию всех функций человеко-машинного интерфейса.
Эксплуатационная документация должна быть скомплектована:
для комплекса СРОГ в целом;
для каждого объекта.
4.5. Список устройств СРОГ, подлежащих приобретению
Таблица 4.2.
Тип оборудования Объект
установки №№ пп., со-держащих техтребова-ния Кол
Комбинированный пункт контроля в составе:
микропроцессорный линейный
преобразователь с программным
обеспечением – 1 шт.;
радиостанция – 1 шт.;
датчик гололедной нагрузки – 3 шт.;
устройство контроля температуры
проводов – 4 шт.;
датчик температуры воздуха – 1 шт.;
приемо-передатчик – 5 шт.;
аккумуляторная батарея – 1 шт.;
модуль солнечной батареи – 3 шт.;
каркас для солнечных батарей – 2 шт.;
антенна – 1 шт.;
устройство подзарядки – 1 шт.;
комплект соединительных кабелей – 1 шт.;
корпус соединения кабелей – 4 шт.;
шкаф контроля и крепеж – 1 шт ВЛ 220 кВ
Центральная– Армавир п.п. 4.2, 4.4 4
Пункт контроля температуры в составе:
микропроцессорный линейный
преобразователь с программным
обеспечением – 1 шт.;
устройство контроля температуры
проводов – 4 шт.;
радиостанция – 1 шт.;
приемо-передатчик – 5 шт.;
датчик температуры воздуха – 1 шт.;
аккумуляторная батарея – 1 шт.;
модуль солнечной батареи – 3 шт.;
каркас для солнечных батарей – 2 шт.;
антенна – 1 шт.;
устройство подзарядки – 1 шт.;
комплект соединительных кабелей – 1 шт.;
шкаф контроля и крепеж – 1 шт. ВЛ 220 кВ
Центральная–
Армавир п.п. 4.2, 4.4 1
Приложения
5. СИСТЕМА РАННЕГО ОБНАРУЖЕНИЯ ГОЛОЛЕДООБРАЗОВАНИЯ.
5.1. Общие сведения.
Трасса проектируемой ВЛ 500 кВ Фроловская – Шахты – Ростовская проходит через районы со стенкой гололеда 25-30 мм, что предполагает проведение на ней плавки гололеда. Необходимость плавки гололеда на рассматриваемой ВЛ подтверждается данными о гололедных авариях за 2004 год на существующих ВЛ, трассы которых проходят в районах Волгограда и Нижней Волги. Поскольку районы с повышенной вероятностью гололедообразования имеются на протяжении всей трассы ВЛ, плавка гололеда также должна осуществляться по всей ее длине.
ВЛ 500 кВ Фроловская – Шахты – Ростовская будет выполнена проводом 3×АС 300/66, длина ВЛ составит 440 км. По всей длине ВЛ будут смонтированы грозозащитные тросы марки АС-70/72 за исключением перехода через р.Дон, где будет смонтирован грозотрос марки АС-95/141.
Плавка гололеда на фазных проводах ВЛ должна производится от УПГ постоянного тока.
Установки плавки гололеда на фазных проводах ВЛ постоянным током размещаются на ПС 500 кВ Ростовская, ПС 500 кВ Шахты и на Фроловская (в объем поставки не входит). Установки выполняются по блочному принципу, который предусматривает установку отдельных трансформаторов для питания выпрямительных установок плавки гололеда. Трансформаторы имеют расщепленную обмотку низшего напряжения, от каждой части которой питается одна неуправляемая выпрямительная установка. Коммутационная аппаратура УПГ на ПС 500 кВ Шахты позволяет получать на выходе установки 14 или 28 кВ выпрямленного напряжения соответственно при значении напряжения питания выпрямительных установок равном 10,5 кВ. Выходное напряжение может быть увеличено до 16 (32) кВ при использовании РПН трансформаторов, питающих выпрямительные установки. Технические требования к оборудованию приведены в приложении.
На первом этапе строительства при отсутствии ПС 500 кВ Ростовская и вводе ВЛ 500 кВ Ростовская – Шахты на напряжение 220 кВ плавка гололеда на этом участке ВЛ будет осуществляться от ПС 500 кВ Шахты напряжением 14 кВ по схеме «фаза–две фазы» до закорачивающего пункта.
Оборудование ВЛ системами раннего обнаружения гололедообразования (СРОГ), дополненных устройствами измерения температуры фазных проводов, позволяет начинать плавку до достижения муфтой гололеда критических значений, корректировать при необходимости режимы плавки, а также контролировать процесс опадания гололеда.
5.2. Технические характеристики.
Система раннего обнаружения гололедообразования (СРОГ) включает пункты контроля на ВЛ и пункты приема информации, устанавливаемые в диспетчерских службах различного уровня.
В зависимости от выполняемых функций пункты контроля подразделяются на:
- пункты контроля температуры фазных проводов и грозозащитных тросов, далее ПКТ;
- комбинированные пункты контроля гололедообразования и температуры, далее ПКК.
5.2.1. Общие технические требования к СРОГ
Аппаратура СРОГ должна быть построена на основе современных микропроцессорных устройств с использованием радиоканала для передачи информации.
Технические характеристики системы должны обеспечивать:
- Получение информации о гололедообразовании, метеопараметрах и о температуре фазных проводов и грозотросов в пунктах контроля на ВЛ.
- Требуемую точность измерений независимо от влияния метеоусловий на аппаратуру и на параметры канала связи.
- Возможность надежного обнаружения гололеда с толщиной стенки 0,5÷1,0 см.
- Возможность прогнозирования развития гололедной ситуации с учетом изменения метеопараметров и величины тока плавки, а также температуры фазных проводов и грозотросов при корректировке режима плавки гололеда.
- Контроль опадания гололедо-изморозевых отложений с целью определения момента окончания плавки гололеда.
- Приведение полученной в пункте приема информации к виду, удобному для дальнейшего использования в схемах АСУ ТП.
- Контроль несанкционированного доступа к оборудованию пунктов контроля.
- Срок службы СРОГ при круглосуточном режиме работы в гололедоопасный период не менее 10 лет.
5.2.2. Состав и структура СРОГ
Предусматривается организация шести комбинированных пунктов контроля гололедообразования на наиболее гололедоопасных участках прохождения трассы ВЛ 500 кВ Фроловская –Шахты – Ростовская и четырех пунктов контроля температуры фазных проводов и грозотросов, а также по одному пункту приема информации на ПС 500 кВ Фроловская, ПС 500 кВ Ростовская и ПС 500 кВ Шахты.
В каждом ПКК предполагается измерение:
- гололедно-ветровой нагрузки на три фазных провода и на грозозащитный трос;
- температуры окружающего воздуха;
- температуры трех фазных проводов и грозозащитного троса.
В каждом ПКТ предполагается измерение температуры трех фазных проводов и грозозащитного троса и температуры воздуха.
В каждом ПКТ предполагается измерение температуры трех фазных проводов и грозозащитного троса.
Учитывая возможную вероятность отсутствия прямой связи между ПКК, ПКТ, ПКГ и пунктом приема, предусмотрена установка ретрансляторов.
5.2.3. Требования к оборудованию СРОГ
Объем основных требований к оборудованию СРОГ, приведенный ниже, при необходимости может быть расширен на стадии разработки рабочей документации специальными дополнительными требованиями, определяемыми спецификой конкретной аппаратуры и более детальной проработкой состава и размещения элементов СРОГ.
5.2.3.1. Требования к датчикам гололедной нагрузки
В качестве датчиков должны быть использованы устройства, не имеющие подвижных частей и работающие на основе магнитоупругого эффекта.
Датчик должен монтироваться между траверсой и поддерживающей гирляндой изоляторов промежуточной опоры.
Для сопряжения с линейной арматурой опоры ВЛ в конструкции датчика должны быть использованы стандартные элементы сцепной арматуры.
Предел прочности на разрыв элементов конструкции датчика должен соответствовать пределу прочности используемой сцепной арматуры.
Прочность на разрыв заделки кабеля датчика (разъёма) должна быть не хуже прочности на разрыв самого кабеля.
Диапазон измеряемых нагрузок должен составлять от 100 до 3000 кГ.
Датчик должен обеспечивать погрешность измерения гололедно-ветровой нагрузки в рабочем диапазоне не более ± 50 кГ.
Допустимый диапазон температуры окружающего воздуха без потери работоспособности датчика должен составлять от –45 до +60 ºС.
Допустимый диапазон температуры окружающего воздуха с сохранением требуемой точности измерений должен составлять от –10 до +10 ºС.
Линейный размер, уменьшающий высоту подвеса фазного провода ВЛ, должен составлять не более 300 мм.
Конструкция датчика должна обеспечивать герметичность вводов кабеля и сцепной арматуры во всем диапазоне рабочих температур при воздействии дождя, соляного тумана, гололеда в сочетании с ветром до 30 м/сек.
5.2.3.2. Требования к аппаратуре пунктов контроля и ретранслятора
Радиоканал должен быть организован на современных цифровых, перепрограммируемых радиостанциях.
Метрологические характеристики аппаратуры должны обеспечивать непрерывное измерение гололедной нагрузки, температуры воздуха, фазных проводов и грозотросов с погрешностью не более 5%.
Должна быть обеспечена эффективная защита от помех в условиях размещения радиомодемов на опорах ВЛ.
Должна быть обеспечена возможность как циклического опроса пунктов контроля по устанавливаемой диспетчером программе, так и ручного вызова с целью проверки работоспособности и получения информации в любой момент времени.
Должна быть обеспечена возможность ретрансляции сигнала с ПКГ и ПКТ, если прямая связь с пунктом приема отсутствует из-за сложного рельефа местности.
Архитектура и аппаратура СРОГ должны предусматривать поэтапное развитие системы с целью расширения ее границ до регионального уровня.
Аппаратура ПКГ, ПКТ и ретранслятора должна размещаться в металлических влагозащищённых шкафах.
Аппаратура ПКГ, ПКТ и ретранслятора должна сохранять работоспособность при изменении температуры окружающего воздуха от -45 до +40ºС;
Аппаратура ПКГ, ПКТ и ретранслятора должна безотказно функционировать с сохранением заданных метрологических параметров в следующих условиях:
диапазон рабочих температур от -20 до +40 ºС;
нижнее атмосферное давление 60 кПа (450 мм рт. ст.);
относительная влажность до 100% при +25ºС.
Конструкция шкафов и оборудования должна обеспечивать свободный доступ, монтаж, быстрое нахождение повреждений, ремонт и безопасность обслуживающего персонала.
Шкафы должны иметь все необходимые кабели с разъемами и разъемы для подключения внешних кабелей.
Конструкция оборудования должна исключать возможность неправильной сборки и неправильного подключения кабелей во время эксплуатации, технического обслуживания и ремонта.
Шкафы должны быть снабжены клеммами рабочего и защитного заземления и индивидуальными устройствами защиты для каждого комплекта оборудования, а именно:
- от короткого замыкания;
- от перегрузки;
- от повышения напряжения.
Аккумуляторные батареи, применяемые в устройствах электропитания, должны быть необслуживаемыми в течении всего срока их эксплуатации.
Должна быть исключена возможность воспламенения оборудования при случайном замыкании в цепях питания и при неправильном включении полярности электропитания.
Оборудование должно быть заземлено.
Величина сопротивления между клеммой защитного заземления и любой металлической частью оборудования, доступной для прикосновения, не должна превышать 0,1 Ом.
5.2.3.3. Требования к аппаратуре пункта приема
Аппаратура пункта приема должна размещаться в корпусе щитового исполнения.
Конструкция корпуса и оборудования должна обеспечивать свободный доступ, монтаж, быстрое нахождение повреждений, ремонт и безопасность обслуживающего персонала.
Корпус должен иметь все необходимые кабели с разъемами и разъемы для подключения внешних кабелей.
Конструкция оборудования должна исключать возможность неправильной сборки и неправильного подключения кабелей во время эксплуатации, технического обслуживания и ремонта.
Должна быть исключена возможность воспламенения оборудования при случайном замыкании в цепях питания и при неправильном включении полярности электропитания.
Токоведущие элементы должны быть недоступны для случайного прикосновения.
Оборудование должно быть заземлено.
Величина сопротивления между клеммой защитного заземления и любой металлической частью оборудования, доступной для прикосновения, не должна превышать 0,1 Ом.
Сопротивление изоляции для цепей первичного питания по отношению к каркасу должно быть, Мом, не менее:
в нормальных климатических условиях 20;
при повышенной температуре 5;
при повышенной влажности 1.
Электропитание оборудования должно осуществляться через устройство бесперебойного питания (УБП) переменным током с номинальным напряжением 220 В.
Устройство бесперебойного питания должно обеспечивать бесперебойное функционирование аппаратуры пункта приема и компьютерного оборудования при следующих допустимых изменениях характеристик источника переменного тока:
напряжение Uн =220 В от 187 до 242 В;
частота fн =50 Гц от 47,5 до 51.0 Гц;
коэффициент нелинейных искажений не более 10%
кратковременное (длительностью до 3 сек)
изменение напряжения относительно
номинального значения ±40%;
импульсные перенапряжения
длительностью до 10 мкс ±1000 В.
При пропадании напряжения внешней сети переменного тока УБП должно обеспечивать электропитание оборудования пункта приема в течение 2 часов без ухудшения характеристик питающей сети.
Для системы электропитания должны быть предусмотрены устройства управления, контроля, сигнализации, устройства защиты, распределительные щитки, заземление и другие необходимые средства.
Аппаратура пункта приема должна безотказно функционировать с сохранением заданных метрологических параметров в следующих условиях:
диапазон рабочих температур от +5 до +40;
нижнее атмосферное давление 60 кПа (450 мм рт. ст.);
относительная влажность до 80% при +25ºС.
Приемный преобразователь в составе пункта приема должен обеспечивает получение, отображение информации на цифровом индикаторе, ретрансляцию на диспетчерский пункт по каналу ТМ и связь с персональным компьютером по интерфейсу RS-232 (RS 485).
Аппаратура пункта приема должна интегрироваться в АСУТП по стандартным протоколам МЭК (МЭК-60870-5-103 и МЭК 61850), при этом должна быть безусловно обеспечена интеграция СРОГ в АСУ ТП подстанции.
5.2.4. Список устройств СРОГ, подлежащих приобретению по титулу «ВЛ 500 кВ Фроловская – Ростовская с ПС 500 кВ Ростовская»
Таблица 5.1.
№/№
п/п Тип оборудования Объект установки Кол
1. Комбинированный пункт контроля в составе:
-микропроцессорный линейный преобразователь с программным обеспечением –1 шт.;
-устройство контроля температуры проводов – 4 шт.;
-радиостанция – 1 шт.;
-приемо-передатчик – 5 шт.;
-датчик гололедной нагрузки – 4 шт.;
-датчик температуры воздуха – 1 шт.;
-аккумуляторная батарея – 2 шт.;
-источник бесперебойного питания – 4 шт.;
-модуль солнечной батареи – 3 шт.;
-антенна – 1 шт.;
-устройство подзарядки – 1 шт.;
-корпус соединения кабелей – 4 шт.;
-комплект соединительных кабелей – 1 шт.;
-шкаф контроля – 1 шт. ВЛ 500 кВ Фроловская – Шахты – Ростовская 6
2. Пункт контроля температуры в составе:
-микропроцессорный линейный преобразователь с программным обеспечением – 1 шт.;
-устройство контроля температуры проводов – 4 шт.;
-радиостанция – 2 шт.;
-приемо-передатчик – 5 шт.;
-аккумуляторная батарея – 1 шт.;
-источник бесперебойного питания – 4 шт.;
-модуль солнечной батареи – 3 шт.;
-антенна – 1 шт.;
-устройство подзарядки – 1 шт.;
-комплект соединительных кабелей – 1 шт.;
-шкаф контроля – 1 шт. ВЛ 500 кВ Фроловская – Шахты – Ростовская 4
3. Ретранслятор в составе:
-дуплексер–фильтр – 1 шт.;
-контроллер ретранслятора с программным обеспечением–1шт;
-радиостанция – 2 шт.;
-аккумуляторная батарея – 2 шт.;
-модуль солнечной батареи – 3 шт.;
-антенна – 1 шт.;
-устройство подзарядки – 1 шт.;
-комплект разъемов, переходников и соединительных кабелей – 1 шт.;
-корпус ретранслятора–1 шт. ВЛ 500 кВ Фроловская – Шахты – Ростовская 2
4. Пункт приема в составе:
-микропроцессорный приемный преобразователь с программным обеспечением – 1 шт.;
-радиостанция – 1 шт.;
-аккумуляторная батарея – 1 шт.;
-антенна – 1 шт.;
-блок питания – устройство подзарядки – 1 шт.;
-комплект соединительных кабелей – 1 шт.;
-шкаф контроля приемный – 1 шт.;
-АРМ в составе компьютера с программным обеспечением «АРМ-Гололед», принтера, источника бесперебойного питания, стола компьютерного и кресла. ПС 500 кВ Фроловская,
ПС 500 кВ Ростовская
ПС 500 кВ Шахты
3
РАО «ЕЭС РОССИИ»
Ф и л и а л
ОАО «Южный инженерный центр энергетики»
«Ю Ж Э Н Е Р Г О С Е Т Ь П Р О Е К Т»
=====================================================================
ПС 220 КВ ЧЕРЕМУШКИ-1 С ЗАХОДАМИ ВЛ 220 КВ
Проект
Пояснительная записка и основные чертежи
по заходам ВЛ 220 кВ. Плавка гололеда
6611-ПЗ-373-01-Т3.2 ПГ
Том 3
Книга 2
2006 г.
РАО «ЕЭС РОССИИ»
Ф и л и а л
ОАО «Южный инженерный центр энергетики»
«Ю Ж Э Н Е Р Г О С Е Т Ь П Р О Е К Т»
=====================================================================
ПС 220 КВ ЧЕРЕМУШКИ-1 С ЗАХОДАМИ ВЛ 220 КВ
Проект
Пояснительная записка и основные чертежи
по заходам ВЛ 220 кВ. Плавка гололеда
6611-ПЗ-373-01-Т3.2 ПГ
Том 3
Книга 2
Главный инженер
А.Д.Лейдман
Главный инженер проекта
Н.В.Гвоздиков
Главный инженер проекта А.В.Лубенец
2006 г.
Состав проекта
«ПС 220 кВ Черемушки-1 с заходами ВЛ 220 кВ»
Том Обозначение Наименование
Справка
В настоящем проекте все технические решения по сооружениям, конструкциям, оборудованию в технической части приняты и разработаны в полном соответствии с действующими на дату выпуска проекта нормами и правилами, включая правила пожарной безопасности и взрывобезопасности по Российской Федерации.
При соблюдении правил технической эксплуатации, а также требований безопас-ности и пожаровзрывобезопасности эксплуатация зданий и сооружений по данному проекту безопасна.
В проекте учтены также требования нормативных и директивных документов по природоохранным мероприятиям.
Главный инженер проекта Н.В. Гвоздиков
Главный инженер проекта А.В. Лубенец
Содержание
Стр.
1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ 6
2. СХЕМЫ И РЕЖИМЫ ПЛАВКИ ГОЛОЛЕДА НА ВЛ 220 КВ ЦЕНТРАЛЬНАЯ – ЧЕРЕМУШКИ – АРМАВИР 6
2.1. СХЕМЫ ПЛАВКИ ГОЛОЛЕДА 6
2.1.1. Плавка гололеда на фазных проводах ВЛ 6
2.1.2. Плавка гололеда на грозозащитных тросах ВЛ 8
2.2. РАСЧЕТ РЕЖИМОВ ПЛАВКИ ГОЛОЛЕДА 10
3. ОБОРУДОВАНИЕ ПЛАВКИ ГОЛОЛЕДА, ПРЕДУСМАТРИВАЕМОЕ К УСТАНОВКЕ НА ПС 11
3. СИСТЕМА РАННЕГО ОБНАРУЖЕНИЯ ГОЛОЛЕДООБРАЗОВАНИЯ НА ПРОВОДАХ И ГРОЗОТРОСАХ ВЛ С УСТРОЙСТВАМИ КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ 12
4.1. ОБЩИЕ ДАННЫЕ 12
4.2. ОБЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К СРОГ 13
4.3. СОСТАВ И СТРУКТУРА СРОГ 13
4.4. ТРЕБОВАНИЯ К ОБОРУДОВАНИЮ СРОГ 17
4.4.1. Требования к датчикам гололедной нагрузки 17
4.4.2. Требования к устройству контроля температуры провода (ОКГТ) 18
4.4.3. Требования к аппаратуре пунктов контроля 18
4.4.4. Требования к аппаратуре пункта приема 20
4.4.5. Требования к документации 21
4.5. СПИСОК УСТРОЙСТВ СРОГ, ПОДЛЕЖАЩИХ ПРИОБРЕТЕНИЮ 23
ПРИЛОЖЕНИЯ 24
1. Общая часть
Настоящий том выполнен во исполнение Технического задания на разработку про-екта «ПС 220 кВ Черемушки-1 с заходами ВЛ 220 кВ», утвержденного ОАО «ФСК ЕЭС» 29.08.2005 г. с учетом поручения предусмотреть плавку гололеда на ВЛ 220 кВ Централь-ная – Черемушки – Армавир, полученного в письме Главного инженера Филиала ОАО «ФСК ЕЭС» МЭС Юга №13/4463ф-ФД от 29.12.2005 г. (см. Приложение 1).
При обосновании необходимости оборудования ПС устройствами плавки гололеда и выборе конкретных схем плавки были приняты во внимание следующие обстоятельства:
• трасса ВЛ 220 кВ Центральная – Черемушки – Армавир проходит через районы с нормативной стенкой гололеда 25 мм и более, что предполагает в соответствии с седьмым изданием ПУЭ (раздел 2) проведение на них плавки гололеда для повышения уровня на-дежности электроснабжения потребителей в гололедоопасный период;
• оборудование ВЛ системами раннего обнаружения гололедообразования (СРОГ), позволяет начинать плавку до достижения муфтой гололеда критических значений, кор-ректировать при необходимости режимы плавки, а также контролировать процесс опада-ния гололеда;
• замена грозотросов ВЛ 220 кВ Центральная – Черемушки – Армавир на грозоза-щитный трос со встроенным оптическим кабелем (ОКГТ) по всей длине ВЛ, подтвержден-ная письмом ОАО «Институт Энергосетьпроект» №24-08/400 от 14.07.2005 г., предполага-ет оборудование ВЛ устройствами для контроля температуры ОКГТ в ходе плавки.
2. Схемы и режимы плавки гололеда на
ВЛ 220 кВ Центральная – Черемушки – Армавир
2.1. Схемы плавки гололеда
2.1.1. Плавка гололеда на фазных проводах ВЛ
Плавка гололеда на проводах ВЛ 220 Центральная – Черемушки (АС¬300/39) произ-водится от существующей установки плавки гололеда (УПГ) постоянным током на ПС 500 кВ Центральная через обходную систему шин 220 кВ напряжением 14 кВ по схеме «фаза-фаза» в двух циклах до закорачивающего пункта QS4 на ПС 220 кВ Черемушки (см. рис. 2.1).
Плавка гололеда на проводах ВЛ 220 Черемушки – Армавир (АС¬300/39) ) произво-дится от существующей УПГ постоянным током на ПС 500 кВ Центральная напряжением 28 кВ по схеме «фаза-две фазы» в трех циклах до закорачивающего пункта QS8 на ПС 330 кВ Армавир через перемычку QS2, QS3 на ПС 220 кВ Черемушки.
Схема плавки выбирается в зависимости от места обнаружения гололедо-образования.
Рис. 2.1. Схема плавки гололеда на фазных проводах ВЛ
2.1.2. Плавка гололеда на грозозащитных тросах ВЛ
Плавка гололеда на грозозащитном тросе со встроенным оптическим кабелем (ОКГТ) ВЛ 220 кВ Центральная – Черемушки напряжением 14 кВ по схеме «трос – земля» (рис.2.2) и через заземляющий разъединитель QS2, устанавливаемый на ПС 220 кВ Чере-мушки.
Плавка гололеда на ОКГТ ВЛ 220 кВ Центральная – Армавир производится от су-ществующей УПГ постоянным током на ПС 500 кВ Центральная через обходную систему шин 220 кВ напряжением 28 кВ по схеме «трос – фазный провод» (рис.2.3) и через разъе-динитель 220 кВ QS4 на ПС 330 кВ Армавир. При этом ОКГТ подключается к фазному проводу цепи ВЛ 220 кВ Центральная – Армавир, которая не заходит на ПС 220 кВ Чере-мушки. Схема плавки выбирается в зависимости от места обнаружения гололеда.
Следует учитывать, что в соответствии со схемой ВОЛС-ВЛ 03/20-01-04а ЗАО «ОПТЭН ЛИМИТЕД» (см. Приложение 2) участки ОКГТ на подходах к ПС Центральная и Армавир (9,7 и 8,4 км соответственно) шунтируются проводом АС70/72 и при расчетных токах обогреваться не будут.
Поскольку ОКГТ кроме выполнения функции молниезащиты является физическим каналом для передачи информации в средствах связи, РЗА, ПА и др., он должен обладать повышенной надежностью при возникновении гололедоопасных ситуаций, т. е. кроме со-блюдения обычных для грозотроса требований к выполнению критерия эффективности плавки гололеда
Iодн Iпл Iмд ,
где Iпл – расчетное значение тока плавки гололеда;
Iмд – значение максимального длительно допустимого тока провода;
Iодн – значение часового тока плавки, при котором плавка считается эффективной,
возникает необходимость контроля температуры нагрева ОКГТ в ходе плавки;
Для всех известных марок ОКГТ существует требование, в соответствии с которым его температура не должна превышать 80°С. В противном случае срок службы
оптоволокна сокращается, что может привести к отказам канала передачи информации средств связи, РЗА, ПА и др. Поскольку перегрев ОКГТ возможен только на участках, не покрытых гололедом, необходимо устанавливать устройства контроля температуры нагре-ва ОКГТ в местах, где гололедообразование наименее вероятно, с передачей соответст-вующих данных в пункт приема СРОГ.
При наличии информации о температуре ОКГТ в ходе плавки становится предпоч-тительнее применение в качестве установки для плавки постоянным током на ПС 500 кВ Центральная управляемого выпрямителя, основным преимуществом которого по сравне-нию с использованием РПН трансформатора плавки в составе неуправляемой установки, является широкий диапазон регулирования выходных напряжений.
Окончательное решение о выборе источника питания для плавки гололеда на ОКГТ должно быть принято на стадии выполнения рабочей документации.
Рис. 2.2. Схема плавки на ОКГТ ОТ ПС 500 кВ Центральная до
ПС 220 кВ Черемушки
Рис. 2.3. Схема плавки на ОКГТ ОТ ПС 500 кВ Центральная до ПС 330 кВ Армавир
2.2. Расчет режимов плавки гололеда
Расчеты режимов плавки гололеда на проводах и грозозащитных тросах ВЛ выпол-няются исходя из основного условия эффективности плавки:
Iодн Iпл Iмд ,
где Iпл – расчетное значение тока плавки гололеда;
Iмд – значение максимального длительно допустимого тока провода;
Iодн – значение одночасового тока плавки (плавка гололеда в течение времени t60мин считается не эффективной).
Расчеты проводились в соответствии с Методическим указаниям по плавке голо-леда переменным и постоянным током. Часть I и II. При проведении расчетов были приняты следующие условия:
диапазон скоростей ветра при гололеде v, м/с 2÷18;
диапазон температур воздуха в, °С 0÷-5;
диапазон углов атаки ветра , ° 0÷90;
толщина стенки гололедной муфты b, см 1;
плотность гололеда, , г/см3 0,9;
длина участка ВЛ, покрытого гололедом lг, км 10.
При расчетах были приняты следующие параметры ОКГТ:
допустимая температура нагрева ОКГТ, ОКГТ°С 80;
внешний диаметр кабеля, d, мм 11 и 15;
активное сопротивление при Т=20°С R, Ом/км 0,823 и 0,560;
сечение по алюминиевой части Sа, мм2 20 и 13;
сечение по стальной части Sс, мм2 48 и 118.
Поскольку конструкция ОКГТ отличается от конструкции обычных сталеалюмине-вых проводов, при проведении расчетов режимов плавки гололеда на нем принято допущение о возможности использования действующих Методических указаний при фак-тическом соотношении суммарных сечений стали и алюминия для принятой марки ОКГТ.
Результаты расчетов параметров плавки от установок плавки гололеда постоянным током приведены в табл. 2.1.
Таблица 2.1.
Наименование ВЛ UВЛ, кВ Длина ВЛ,
км Марка
провода Схема плавки гололеда Uпл ,
кВ Iпл ,
А tпл ,
мин
Центральная –
Черемушки 220 47 АС-300/39 фаза-фаза =14 1096÷1350 18÷19
Центральная –
Армавир 220 173 АС-300/93 фаза-
две фазы =28 975÷1140 25÷30
Центральная –
Черемушки 220 47 ОКГТ-11 трос-земля =12 275÷336 18÷19
ОКГТ-15 369÷452 19÷20
Центральная –
Армавир 220 139 ОКГТ-11 трос- провод =28 243÷286 24÷30
ОКГТ-15 335÷400 24÷28
Примечание: Расчеты токов и времени плавки выполнены для ОКГТ диаметром 11 и 15 мм
Выполненные расчеты параметров плавки гололеда на ОКГТ ВЛ 220 кВ Централь-ная – Армавир от управляемой установки плавки гололеда показали, что выходное напря-жение источника плавки на ПС 500 кВ Центральная должно регулироваться при измене-нии метеопараметров и схем плавки в пределах 10÷30 кВ, что соответствует диапазону токов плавки Iпл=220÷450 А.
3. Оборудование плавки гололеда, предусматриваемое
к установке на ПС
На ПС 500 кВ Центральная.
Для подключение ОКГТ Центральная – Черемушки – Армавир к обходной системе шин с целью организации на нем плавки устанавливается однополюсный разъединитель QS1 220 кВ, 1000 А (рис. 2.2, 2.3).
На ПС 220 кВ Черемушки.
Для организации схемы плавки от ПС 500 кВ Центральная на фазных проводах ВЛ 220 кВ Центральная – Черемушки устанавливается закорачивающий разъединитель 220 кВ, 1000 А QS4 (Рис. 2.1).
Для создания контура плавки на фазных проводах ВЛ 220 кВ Центральная – Чере-мушки – Армавир устанавливаются разъединители 220 кВ, 1000 А QS2 и QS3
(рис. 2.1).
Для организации контура плавки на ОКГТ Центральная – Черемушки устанавлива-ется заземляющий разъединитель QS2 35 кВ, 1000 А (рис. 2.2).
На ПС 330 кВ Армавир.
Для организации схемы плавки от ПС 500 кВ Центральная на фазных проводах ВЛ 220 кВ Центральная – Черемушки – Армавир устанавливается закорачивающий разъединитель 220 кВ, 1000 А QS8 (рис. 2.1).
Для создания контура плавки на ОКГТ Центральная – Черемушки – Армавир
устанавливается однополюсный разъединитель QS4 220 кВ, 1000 А (рис. 2.3).
3. Система раннего обнаружения гололедообразования на
проводах и грозотросах ВЛ с устройствами контроля
температуры
4.1. Общие данные
Система раннего обнаружения гололедообразования (СРОГ) включает пункты кон-троля на ВЛ и пункты приема информации, устанавливаемые на диспетчерских пунктах ПС, от которых осуществляется плавка гололеда.
В зависимости от выполняемых функций пункты контроля подразделяются на:
комбинированные пункты контроля гололедообразования и температуры (ПКК);
пункты контроля температуры фазных проводов и ОКГТ (ПКТ).
Основными задачами, решаемыми с помощью проектируемой СРОГ, являются:
своевременное информирование оперативного персонала подстанции и диспет-черских служб о начале процесса гололедообразования на ВЛ;
прогнозирование развития гололедоопасной ситуации с учетом сложившихся ме-теоусловий и интенсивности гололедообразования;
информирование оперативного персонала подстанции и диспетчерских служб об опадании гололедных отложений в месте расположения ПКК при проведении плавки гололеда на ВЛ;
информирование оперативного персонала подстанции и диспетчерских служб о превышении допустимых значений температуры проводов и грозотросов ВЛ в местах рас-положения ПКТ и ПКК в ходе плавки гололеда с целью корректировки режима плавки.
4.2. Общие технические требования к СРОГ
Аппаратура СРОГ должна быть построена на основе современных микропроцессор-ных или цифровых дискретных устройств с использованием радиоканала (УКВ или GSM) для передачи информации.
Технические характеристики системы должны обеспечивать:
получение информации о гололедообразовании, метеопараметрах и о темпера-туре фазных проводов и грозотросов в пунктах контроля на ВЛ;
требуемую точность измерений вне зависимости от влияния метеоусловий на ап-паратуру и на параметры канала связи;
возможность надежного обнаружения гололеда с толщиной стенки 0,5÷1,0 см;
возможность прогнозирования развития гололедной ситуации с учетом измене-ния метеопараметров и величины тока плавки, а также температуры фазных проводов и грозотросов при корректировке режима плавки гололеда;
контроль опадания гололедо-изморозевых отложений с целью определения мо-мента окончания плавки гололеда;
дистанционный контроль параметров источника питания;
приведение полученной в пункте приема информации к виду, удобному для дальнейшего использования в схемах АСУ ТП;
контроль несанкционированного доступа к оборудованию пунктов контроля;
срок службы СРОГ при круглосуточном режиме работы в гололедоопасный период не менее 10 лет (за исключением аккумуляторных батарей).
4.3. Состав и структура СРОГ
Проектом предусматривается организация:
комбинированных пунктов контроля в местах прохождения трасс ВЛ с наиболь-шей вероятностью образования гололеда;
пунктов контроля температуры фазных проводов и ОКГТ местах прохождения трасс ВЛ с наименьшей вероятностью образования гололеда.
При выборе конкретного места установки пунктов контроля необходима проверка проходимости радиосигнала в пункт приема информации.
Прием информации осуществляется в запроектированном ранее пункте приема на ПС 500 кВ Центральная.
В каждом пункте контроля осуществляется измерение различных наборов
параметров.
В ПКК:
гололедно-ветровой нагрузки на три фазных провода и на ОКГТ;
температуры окружающего воздуха;
температуры трех фазных проводов и ОКГТ.
В ПКТ:
температуры окружающего воздуха;
температуры трех фазных проводов и ОКГТ.
Количество пунктов контроля приведено в табл. 4.1.
Таблица 4.1
Наименование ВЛ Количество
ПКК ПКТ
Центральная – Черемушки 1 1
Черемушки – Армавир 2 2
Всего 3 3
Функциональные схемы пунктов контроля приведены на рис. 4.1, 4.2.
На рисунках обозначено:
А1 – микропроцессорный линейный преобразователь;
А2 – устройство контроля температуры проводов;
AU1 – радиостанция или GSM-модем;
AU2, AU3 – приемо-передатчик;
BP1÷ BP4 – датчик гололедной нагрузки;
BТ1 – датчик температуры воздуха;
GB1 – аккумуляторная батарея;
GB2 – источник бесперебойного питания;
GS1 ÷ GS3 – модуль солнечной батареи;
U1÷U3 – антенна;
UG1 – устройство подзарядки;
XN1÷XN4 – корпус соединения кабелей.
Блоки аппаратуры, обозначенные на рисунках A2, AU3, GB2 и U3, устанавлива-ются на потенциале фазного провода или грозозащитного троса и связаны с линейным преобразователем местным радиоканалом.
Рис. 4.1. Функциональная схема комбинированного пункта контроля (ПКК)
Рис. 4.2.Функциональная схема пункта контроля температуры
проводов и ОКГТ (ПКТ)
4.4. Требования к оборудованию СРОГ
Объем основных требований к оборудованию СРОГ, приведенный ниже, после проведения конкурса и определения поставщика (производителя) при необходимости может быть расширен на стадии разработки рабочей документации специальными дополнительными требованиями, определяемыми спецификой конкретной аппаратуры и более детальной проработкой состава и размещения элементов СРОГ.
4.4.1. Требования к датчикам гололедной нагрузки
В качестве датчиков должны быть использованы устройства, не имеющие подвиж-ных частей и работающие на основе магнитоупругого эффекта.
Датчик должен монтироваться между траверсой и поддерживающей гирляндой изо-ляторов промежуточной опоры.
Для сопряжения с линейной арматурой опоры ВЛ в конструкции датчика должны быть использованы стандартные элементы сцепной арматуры.
Предел прочности на разрыв элементов конструкции датчика должен соответство-вать пределу прочности используемой сцепной арматуры.
Прочность на разрыв заделки кабеля датчика (разъема) должна быть не хуже проч-ности на разрыв самого кабеля.
Диапазон измеряемых нагрузок должен составлять от 100 до 3000 кГ.
Датчик должен обеспечивать погрешность измерения гололедно-ветровой нагрузки в рабочем диапазоне не более ± 50 кГ.
Допустимый диапазон температуры окружающего воздуха без потери работоспо-собности датчика должен составлять от –40 до +60 ºС.
Допустимый диапазон температуры окружающего воздуха с сохранением требуе-мой точности измерений должен составлять от –10 до +10 ºС.
Линейный размер, уменьшающий высоту подвеса фазного провода ВЛ, должен со-ставлять не более 400 мм.
Конструкция датчика должна обеспечивать герметичность вводов кабеля и сцепной арматуры во всем диапазоне рабочих температур при воздействии дождя, соляного тумана, гололеда в сочетании с ветром до 30 м/сек.
4.4.2. Требования к устройству контроля температуры провода (ОКГТ)
Устройство должно монтироваться на потенциале провода (ОКГТ).
Датчик должен обеспечивать измерение температуры провода (ОКГТ) в диапазоне от 0 до120°С.
Устройство должно обеспечивать погрешность измерения температуры провода (ОКГТ) в рабочем диапазоне не более ± 2°С.
Допустимый диапазон температуры окружающего воздуха без потери работоспо-собности устройства должен составлять от –40 до +60 ºС.
Устройство должно иметь источник питания с устройством подзарядки.
В качестве устройства подзарядки должна использоваться солнечная батарея.
Передача информации о температуре провода (ОКГТ) должна передаваться по ме-стному радиоканалу. Радиостанция устройства контроля температуры должна обеспечи-вать устойчивую радиосвязь на расстоянии не менее 50 м.
Параметры источника питания и мощность солнечных батарей должны обеспечи-вать цикличность опроса пунктов контроля не менее 1 раза в 5 минут.
Конструкция датчика должна обеспечивать герметичность во всем диапазоне рабо-чих температур при воздействии дождя, соляного тумана, гололеда в сочетании с ветром до 30 м/сек.
4.4.3. Требования к аппаратуре пунктов контроля
Радиоканал должен быть организован на современных цифровых, перепрограмми-руемых радиостанциях.
Должны быть применены электронные компоненты индустриального диапазона, обеспечивающие сохранение работоспособности и заданных метрологических параметров во всем оговоренном проектом интервале изменения температуры окружающей среды без применения термостатирования шкафа контроля.
Метрологические характеристики аппаратуры должны обеспечивать непрерывное измерение гололедной нагрузки, температуры воздуха, фазных проводов и грозотросов с погрешностью не более 5%.
Должна быть обеспечена эффективная защита от помех в условиях размещения ра-диомодемов на опорах ВЛ.
Должна быть обеспечена возможность как циклического опроса пунктов контроля по устанавливаемой диспетчером программе, так и ручного вызова с целью проверки работоспособности и получения информации в любой момент времени.
Питание аппаратуры пункта контроля должно осуществляться от аккумуляторной батареи с устройством подзарядки.
В качестве устройства подзарядки использовать солнечные батареи.
Емкость аккумуляторной батареи и мощность солнечных батарей должны обеспечи-вать цикличность опроса пунктов контроля не менее 1 раза в 5 минут.
Должна быть обеспечена возможность ретрансляции сигнала с ПКГ и ПКТ, если прямая связь с ПП отсутствует из-за сложного рельефа местности.
Архитектура и аппаратура СРОГ должны предусматривать поэтапное развитие сис-темы с целью расширения ее границ до регионального уровня.
Аппаратура ПКГ, ПКТ и ретранслятора должна размещаться в
металлических влагозащищенных шкафах, тип исполнения IP54 по ГОСТ 14254-80.
Аппаратура ПКГ, ПКТ и ретранслятора должна сохранять работоспособность при изменении температуры окружающего воздуха от -40 до +40ºС;
Аппаратура ПКГ, ПКТ и ретранслятора должна безотказно функционировать с со-хранением заданных метрологических параметров в следующих условиях:
диапазон рабочих температур от -20 до +40 ºС;
нижнее атмосферное давление 60 кПа (450 мм рт. ст.);
относительная влажность до 100% при +25ºС.
Конструкция шкафов и оборудования должна обеспечивать свободный доступ, мон-таж, быстрое нахождение повреждений, ремонт и безопасность обслуживающего персона-ла.
Шкафы должны иметь все необходимые кабели с разъемами и разъемы для подклю-чения внешних кабелей.
Конструкция оборудования должна исключать возможность неправильной сборки и неправильного подключения кабелей во время эксплуатации, технического обслуживания и ремонта.
Шкафы должны быть снабжены клеммами рабочего и защитного заземления и ин-дивидуальными устройствами защиты для каждого комплекта оборудования, а именно:
от короткого замыкания;
от перегрузки;
от повышения напряжения.
Шкафы должны быть снабжены сигнализацией несанкционированного доступа с возможностью передачи приоритетного сигнала на пункт приема.
Аккумуляторные батареи, применяемые в устройствах электропитания, должны быть необслуживаемыми в течение всего срока их эксплуатации.
Должна быть исключена возможность воспламенения оборудования при случайном замыкании в цепях питания и при неправильном включении полярности электропитания.
Оборудование должно быть заземлено на контур заземления опоры ВЛ.
Величина сопротивления между клеммой защитного заземления и любой металли-ческой частью оборудования, доступной для прикосновения, не должна превышать 0,1 Ом.
4.4.4. Требования к аппаратуре пункта приема
Аппаратура ПП должна размещаться в корпусе щитового исполнения.
Конструкция корпуса и оборудования должна обеспечивать свободный доступ, монтаж, быстрое нахождение повреждений, ремонт и безопасность обслуживающего персонала.
Корпус должен иметь все необходимые кабели с разъемами и разъемы для подклю-чения внешних кабелей.
Конструкция оборудования должна исключать возможность неправильной сборки и неправильного подключения кабелей во время эксплуатации, технического обслуживания и ремонта.
Должна быть исключена возможность воспламенения оборудования при случайном замыкании в цепях питания и при неправильном включении полярности электропитания.
Токоведущие элементы должны быть недоступны для случайного прикосновения.
Оборудование должно быть заземлено на контур заземления здания в месте распо-ложения.
Величина сопротивления между клеммой защитного заземления и любой металли-ческой частью оборудования, доступной для прикосновения, не должна превышать 0,1 Ом.
Сопротивление изоляции для цепей первичного питания по отношению к корпусу шкафа должно быть, МОм, не менее:
в нормальных климатических условиях 20;
при повышенной температуре 5;
при повышенной влажности 1.
Электропитание оборудования должно осуществляться через устройство беспере-бойного питания (УБП) переменным током с номинальным напряжением 220 В.
Устройство бесперебойного питания должно обеспечивать функционирование аппаратуры пункта приема и компьютерного оборудования при следующих допустимых изменениях характеристик источника переменного тока:
напряжение Uн =220 В от 187 до 242 В;
частота Fн =50 Гц от 47,5 до 51.0 Гц;
коэффициент нелинейных искажений не более 10%
кратковременное (длительностью до 3 сек) изменение напряжения
относительно номинального значения ±40%;
импульсные перенапряжения
длительностью до 10 мкс ±1000 В.
При пропадании напряжения внешней сети переменного тока УБП должно обеспе-чивать электропитание оборудования пункта приема в течение 2 часов без ухудшения ха-рактеристик питающей сети.
Для системы электропитания должны быть предусмотрены устройства управления, контроля, сигнализации, устройства защиты, распределительные щитки, заземление и дру-гие необходимые средства.
Аппаратура пункта приема должна безотказно функционировать с сохранением за-данных метрологических параметров в следующих условиях:
диапазон рабочих температур от +5 до +40;
нижнее атмосферное давление 60 кПа (450 мм рт. ст.);
относительная влажность до 80% при +25ºС.
Приемный преобразователь в составе пункта приема должен обеспечивать прием, отображение информации на цифровом индикаторе, ретрансляцию на диспетчерский пункт по каналу ТМ и связь с персональным компьютером по интерфейсу RS-232 (RS-485).
Аппаратура пункта приема должна иметь стандартные международные протоколы обмена данными (МЭК-60870-5-103 и МЭК 61850), при этом должна быть обеспечена ин-теграция СРОГ в АСУ ТП подстанции.
4.4.5. Требования к документации
Вся документация должна соответствовать российским стандартам. По возможно-сти должны быть использованы стандартизированные символы и термины, рекомендо-ванные МСЭ и МЭК.
Документация должна поставляться как на бумажных носителях, так и в электрон-ном виде (на CD ROM в формате MS OFFICE 97/2000).
В состав поставляемой документации должны входить:
эксплуатационная документация на каждый вид оборудования и комплекс СРОГ в целом, содержащая:
техническое описание;
инструкцию по эксплуатации;
документацию на входящие в комплекс покупные аппаратные средства и системное программное обеспечение;
программная документация, включая:
прикладное и технологическое программное обеспечение;
описание программно-технических средств;
руководство по установке и настройке системного и прикладного программного обеспечения;
руководство оператора по использованию всех функций человеко-машинного интерфейса.
Эксплуатационная документация должна быть скомплектована:
для комплекса СРОГ в целом;
для каждого объекта.
4.5. Список устройств СРОГ, подлежащих приобретению
Таблица 4.2.
Тип оборудования Объект
установки №№ пп., со-держащих техтребова-ния Кол
Комбинированный пункт контроля в составе:
микропроцессорный линейный
преобразователь с программным
обеспечением – 1 шт.;
радиостанция – 1 шт.;
датчик гололедной нагрузки – 3 шт.;
устройство контроля температуры
проводов – 4 шт.;
датчик температуры воздуха – 1 шт.;
приемо-передатчик – 5 шт.;
аккумуляторная батарея – 1 шт.;
модуль солнечной батареи – 3 шт.;
каркас для солнечных батарей – 2 шт.;
антенна – 1 шт.;
устройство подзарядки – 1 шт.;
комплект соединительных кабелей – 1 шт.;
корпус соединения кабелей – 4 шт.;
шкаф контроля и крепеж – 1 шт ВЛ 220 кВ
Центральная– Армавир п.п. 4.2, 4.4 4
Пункт контроля температуры в составе:
микропроцессорный линейный
преобразователь с программным
обеспечением – 1 шт.;
устройство контроля температуры
проводов – 4 шт.;
радиостанция – 1 шт.;
приемо-передатчик – 5 шт.;
датчик температуры воздуха – 1 шт.;
аккумуляторная батарея – 1 шт.;
модуль солнечной батареи – 3 шт.;
каркас для солнечных батарей – 2 шт.;
антенна – 1 шт.;
устройство подзарядки – 1 шт.;
комплект соединительных кабелей – 1 шт.;
шкаф контроля и крепеж – 1 шт. ВЛ 220 кВ
Центральная–
Армавир п.п. 4.2, 4.4 1
Приложения
-
-
04.02.2011 в 17:07-
-
05.02.2011 в 15:37