Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ПРИЛОЖЕНИЕ 6
МЕТОДИКА РАСЧЕТА ОЖИДАЕМОГО СРОКА СЛУЖБЫ ОПН 110-1150 кВ 6.1. Исходные положения
Методика расчета ожидаемого срока службы ОПН состоит в проверке надежности его работы при ограничении коммутационных перенапряжений в условиях конкретной электропередачи. Надежность защищающего электропередачу ОПН является достаточной, если ожидаемый с доверительной вероятностью Рдов срок службы Ncл ОПН, т.е. ожидаемое
число лет его безаварийной работы, будет не менее нормируемого техническими условиями. Нормы указаны в таблице П6.1.
Таблица П6.1 Нормируемый техническими условиями на ограничители срок службы
|
Uh,kB |
110 |
220 |
330 |
500 |
750 |
1150 |
|
Pдов |
0,98 |
|||||
|
Nсл, лет, не менее |
20 |
20 |
25 |
25 |
30 |
30 |
Методика расчета состоит из следующих этапов:
• расчет статистического распределения амплитуд неограниченных перенапряжений в
точке установки ограничителя;
• расчет статистического распределения ресурса, расходуемого резистором
ограничителя в течение одного года;
• определение ожидаемого срока службы ограничителя.
Токовые нагрузки на ограничители, установленные на разомкнутом конце, как правило превосходят токовые нагрузки на ограничители питающего конца (рис. П2.1), поэтому оценка надежности, т.е. ожидаемого на заданном уровне доверительной вероятности срока безаварийной службы ОПН, должна производиться для ограничителей, установленных как на питающем, так и на разомкнутом конце передачи отдельно. В ряде случаев такой подход может оказаться оправданным экономически.
В симметричном режиме амплитуда неограниченных перенапряжений k есть произведение ударного коэффициента перенапряжений χ на вынужденную составляющую переходного процесса перенапряжений υ:
k =χv. (П6.1)
В несимметричных режимах успешного ОАПВ и при однополюсном к.з. амплитуды неограниченных перенапряжений вычисляются по формулам:
k=χυоапв; kкз=χυкз=χυhкз (П6.2)
В формулах (П6.1) и (П6.2) ударный коэффициент характеризует вид коммутации и интенсивность переходного процесса, а вынужденная составляющая схему и режим электропередачи.
В симметричном режиме математическое ожидание , среднеквадратичное отклонение , амплитуды неограниченных перенапряжений определяются так:
В несимметричных режимах успешного ОАПВ и однофазного к.з. в качестве и имеем:
где и - математическое ожидание и дисперсия ударного коэффициента перенапряжений в симметричной коммутации включения ВЛ, - то же самое для вынужденной составляющей перенапряжений в i-ой коммутации.
Если наименьшая из частот собственных колебаний коммутируемой электропередачи
β1>1,6ω,
то ударный коэффициент перенапряжений, возникающих на ее разомкнутом конце χр
статистически инвариантен относительно структуры и параметров этой передачи. Это означает, что вид закона статистических распределений χр определяется только типом
коммутации (скажем, включение ВЛ или ТАПВ и т.д.), а параметры этого закона, т.е. и т.д. одинаковы для любой электропередачи независимо от её сложности и класса номинального напряжения.
Ударный коэффициент перенапряжений, возникающих на питающем конце передачи χп, подчиняется тому же закону, что и . Скажем, если в какой-то коммутации распределен по нормальному закону, то в этой коммутации χп тоже подчиняется нормальному закону, но параметры этого закона другие, .
На рис. П6.1 показаны зависимости от безразмерного параметра
(П6.3 б)
Для схемы рис. П2.1,а Хп=Х1.
Для схемы рис.П2.1,б:
(П6.3,в)
Рис. П6.1. Зависимость отношений и σп/σр от параметра θ : кружки, треугольники -опытные точки, соответственно и σп/σр , белые и черные значки, соответственно ВЛ без заряда и предварительно заряженные
Частоту β1/ω следует определять по номограмме Приложения 3, а необходимые для этого величины Хп и λ(1) - по формуле (П6.3в) и данным табл. П2.4 Приложения 2.
Таблица П6.2
Система базисных единиц
|
Uh,kB |
110 |
220 |
330 |
500 |
750 |
1150 |
|
Uбаз, кВ |
103 |
206 |
297 |
428 |
643 |
937 |
|
Zбаз, Ом |
570 |
530 |
450 |
365 |
330 |
280 |
|
Lбаз, Гн |
1,82 |
1,69 |
1,43 |
1,16 |
1,05 |
0,89 |
|
Cбаз, мкФ |
5,6 |
6,0 |
7,1 |
8,7 |
9,7 |
11,4 |
|
Iбаз, А |
180 |
390 |
665 |
1170 |
1940 |
3345 |
|
Абазх10-3 |
84 |
162 |
229 |
323 |
475 |
682 |
|
А/Абаз |
1,71 |
1,75 |
1,76 |
1,77 |
1,75 |
1,68 |
Вольтамперная характеристика ограничителя при коммутационных перенапряжениях имеет следующий вид:
Кост= AIα=AI0,04.
Численные значения параметра А в относительных единицах, т.е. А/Абаз указаны в табл. П6.2. Расчеты удобно вести в относительных единицах, приняв за базисные указанные в табл. П6.2.
В нашем курсовом проекте расчетными коммутациями являются:
а).Плановое включение ненагруженной динии-S=1;
б).Успешное ТАПВ-S=7; ; Рис. П6.3, tАПВ=0,6с ;
в).Неуспешное ТАПВ-S=8;
Рис. П6.4, tАПВ=0,6с ;
г).Трехфазный разрыв передачи вследствие ликвидации несимметричного К.З.-S=6;
д).Разрыв передачи при асинхронном ходе-S=9;
Найдем математическое ожидание и среднеквадратичное отклонение амплитуды неограниченных перенапряжений.
0,0086 – со стр. 9 м.у. №1
1,26; 0,02 – со стр. 10 м.у. №1
6.2. Статистические распределения неограниченных перенапряжений в точке установки ОПН
Статистические распределения амплитуд неограниченных перенапряжений, ударные коэффициенты которых не зависят от времени (это все виды коммутаций, кроме успешного и неуспешного ТАПВ) рассчитывают следующим образом. В табл. П6.3. эти виды коммутаций
помечены индексами S = 1; 2; 3; 4; 5; 6 и 9. Численные значения математического ожидания и среднеквадратичного отклонения ударных коэффициентов в этих видов
перенапряжений, полученные в результате экспериментов в действующих энергосистемах, приведены в табл. П6.3.
ъ
Таблица П6.3
Параметры ударных коэффициентов и
|
S |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
9*) |
|
1,61 |
1,39 |
1,55 |
2,04 |
1,4 |
1,34 |
(0А) / 1,53 |
|
|
0,183 |
0,197 |
0,15 |
0,352 |
0,128 |
0,132 |
(0А)/0,175 |
*)
числитель - передачи, оборудованные автоматикой прекращения асинхронного хода (АПАХ) с уставкой θa (см. рис. П6.2);; знаменатель - передачи без АПАХ.
Рис. П6.2. Зависимость математического ожидания и среднеквадратичного отклонения ударных коэффициентов при разрыве электропередачи из-за асинхронного хода от уставки АПАХ
В этих коммутациях статистические распределения амплитуд неограниченных перенапряжений определяются по следующим формулам: для S = 1; 2; 3
(П6.4)
для S = 4; 5; 6 Ркз (kкз) определяется по формуле (П6.4) при значении ῡ=ῡ кз;
для S = 9 с устройством АПАХ Р АХ (k АХ) определяется по формуле (П6.4) при значении ; при отсутствии АПАХ - при значении .
В формуле (П6.4) Рк(k), Ркз (kкз) и РАХ (kАХ) определяют по кривой рис. П6.5, а значения ῡ=ῡ кз по формулам (П2.5а) и (П2.7) - (П2.14 а) Приложения 2.
Статистические распределения амплитуд неограниченных перенапряжений, ударные коэффициенты которых зависят от времени (это успешное и неуспешное ТАПВ, в табл. П6.3 они помечены индексами S = 7 и S = 8) определяют следующим образом.
Таблица П6.4 Ожидаемое число воздействий на резистор одной фазы ОПН за год
|
S |
Вид коммутации |
для электропередач, кВ |
|||||
|
110 |
220 |
330 |
500 |
750 |
1150 |
||
|
1 |
Плановое включение ненагруженной линии |
5 - 8 |
5 - 8 |
3 - 6 |
3 - 6 |
1 - 3 |
1 - 3 |
|
2 |
Включение ненагруженной блочной электропередачи |
5 - 8 |
5 - 8 |
||||
|
3 |
Успешное ОАПВ |
- |
- |
2,3 10-3 l |
1,45 10-3 l |
1,2 10-3 l |
9 10-6 l |
|
4 |
Отключение масляными |
3-5 |
3-5 |
||||
|
выключателями ненагруженной линии с короткозамкнутой фазой |
|||||||
|
5 |
Разрыв передачи после неуспеш.ОАПВ ОАПВ ОАПВОАПВ |
- |
- |
9,1 10-3 l |
1,35 10-2 l |
6,1 10-3 l |
4 10-6 l |
|
6 |
Трехфазный разрыв передачи вследствие ликвидации несиммет-ричного К.З. несимметричного к.з. |
3,3 10-2 l |
1 10-2 l |
2,7 10-2 l |
6,5 10-3 l |
1 10-3 l |
0,8 10-6 l |
|
7 |
Успешное ТАПВ |
2,3 10-2 l |
6,1 10-2 l |
5 10-4 l |
2,6 10-4 l |
2,4 10-4 l |
1,2 10-6 l |
|
8 |
Неуспешное ТАПВ |
4,4 10-2 l |
2,15 10-2 l |
7 10-3 l |
6,8 10-3 l |
1,2 10-4 l |
0,8 10-6 l |
|
9 |
Разрыв передачи при асинхронном ходе |
- |
- |
3,5 10-5 l |
5,4 10-5 l |
4,8 10-5 l |
4,5 10-7 l |
Примечание: для S = 3; 5; 6; 7; 8 и 9 указаны удельные значения на 100 км линии длиной l, км.
Коммутация успешного ТАПВ (S = 7). Для известной величины бестоковой паузы tАПВ по кривым рис. П6.3 определяются параметры статистического распределения ударных коэффициентови σ χ. По формуле (П2.5) Приложения 2 рассчитывается математическое
ожидание вынужденного, напряжения ῡ . По кривой на рис. П6.5 определяется функция распределения амплитуд неограниченных перенапряжений, которая при успешном ТАПВ дается выражением
(П6.5а)
где ῡ = ῡр либо ῡ = ῡп.
Рис. П6.3. Зависимость параметров распределения ударных коэффициентов при успешном ТАПВ от длительности бестоковой паузы
Если в электропередачах 110 - 500 кВ ЭМТН вынесены за линейный выключатель, т.е. установлены непосредственно на коммутируемом участке В Л, причем на участке В Л 500 кВ нет компенсационных реакторов, то независимо от длительности бестоковой паузы =
1,61, σ χ = 0,183.
Коммутация неуспешного ТАПВ (S = 8). Для известной величины бестоковой паузы tAПВ по кривым рис. П6.4 определяют параметры статистического распределения ударных коэффициентов
По кривой рис. П6.5 определяют две функции статистического распределения амплитуд неограниченных перенапряжений в коммутации неуспешного ТАПВ:
Распределение амплитуд неограниченных перенапряжений при неуспешном ТАПВ дается следующим выражением
Р (k) = 0,55 P- (k) + 0,85 P+ (k) (П6.6)
Распределение амплитуд неограниченных перенапряжений при успешном ОАПВ (в табл. П6.3 эта коммутация помечена индексом S = 3) определяется следующим образом. Для известной величины бестоковой паузы tОAПB по формулам (П2.15) - (П2.25) Приложения 2 рассчитывают минимальное υ и максимальное υ2 значения случайных годовых изменений вынужденного напряжения при успешном ОАПВ. Затем по формулам
определяют математическое ожидание и дисперсию вынужденного напряжения при успешном ОАПВ.
По кривой рис. П6.5 определяют функцию распределения амплитуд неограниченных перенапряжений в коммутации успешного ОАПВ:
(П6.8)
Рис. П6.4. Зависимость параметров распределения ударных коэффициентов при неуспешном ТАПВ от длительности бестоковой паузы
Рис. П6.5. Функция распределения амплитуд неограниченных перенапряжений (ῡ; ῡк.з.;
ῡоапв ; определяются по формуле (П6.7а) и по формулам Приложения 2)
Рассчитаем статистическое распределение амплитуд коммутационных перенапряжений для каждой расчетной коммутации.
Подставим эти значения в формулу П6.4
Значения аргумента, обозначим его Y, определяют по кривой рис.П6.5при заданном значении функции P(Y). Например, для P(Y)=0,5 получим Y=0, тогда k=0,22Y+1,93. Таким образом, определяются значения k в диапазоне изменения P(Y) от 0 до 1 и строится зависимость P1(k), показанная на рис.К1-1.
По рис.П6.5 задаемся рядом значений P(Y) ( на оси ординат), по оси абсцисс определяем соответсвующее значеник Y , рассчитываем амплитуды коммутационных перенапряжений,, составляем расчетную таблицу ( Табл. К1-1) и строим статистическое распределение амплитуд коммутационных перенапряжений для коммутации плановое включение ненаг-руженной линии.( Рис.К1-1).
ТаблицаК1-1
|
P(Y) |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,8 |
0,9 |
0,95 |
|
Y |
-0,8 |
-0,4 |
-0,2 |
0 |
0,42 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
|
К |
1,75 |
1,84 |
1,89 |
1,93 |
2,0 |
2,15 |
2,3 |
2,4 |
2. Успешное ТАПВ-S=7; ; ;
Подставим эти значения в формулу П6.4
Далее производим расчеты подобные расчетам для планового включения и заполняем табл.К1-2. При этом первые 2 строчки не изменяются, а меняются значения лишь в третьей строчке. Расчетная формула имеет вид:
k=0,35Y+2,07;
ТаблицаК1-2
|
P(Y) |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,8 |
0,9 |
0,95 |
|
Y |
-0,8 |
-0,4 |
-0,2 |
0 |
0,42 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
|
К |
1,79 |
1,93 |
2,0 |
2,07 |
2,22 |
2,42 |
2,6 |
2,77 |
По значениям табл. К1-2 строим график статистического распределения амплитуд коммутационных перенапряжений для коммутации успешное ТАПВ.
3.Трехфазный разрыв передачи вследствие ликвидации несимметричного К.З.-S=6;
Подставим эти значения в формулу П6.4
Далее производим расчеты подобные расчетам для планового включения и заполняем табл.К1-3. При этом первые 2 строчки не изменяются, а меняются значения лишь в третьей строчке. Расчетная формула имеет вид:
k=0,15Y+1,55;
ТаблицаК1-3
|
P(Y) |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,8 |
0,9 |
0,95 |
|
Y |
-0,8 |
-0,4 |
-0,2 |
0 |
0,42 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
|
К |
1,43 |
1,49 |
1,52 |
1,55 |
1,61 |
1,70 |
1,78 |
1,85 |
По значениям табл. К1-3 строим график статистического распределения амплитуд коммутационных перенапряжений для коммутации . трехфазный разрыв передачи вследствие ликвидации несимметричного К.З..
4).Разрыв передачи при асинхронном ходе-S=9;
Подставим эти значения в формулу П6.4
Далее производим расчеты подобные расчетам для планового включения и заполняем табл.К1-4. При этом первые 2 строчки не изменяются, а меняются значения лишь в третьей строчке. Расчетная формула имеет вид:
k=0,22Y+1,94;
ТаблицаК1-4
|
P(Y) |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,8 |
0,9 |
0,95 |
|
Y |
-0,8 |
-0,4 |
-0,2 |
0 |
0,42 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
|
К |
1,76 |
1,85 |
1,90 |
1,94 |
2,03 |
2,16 |
2,27 |
2,38 |
По значениям табл. К1-4 строим график статистического распределения амплитуд коммутационных перенапряжений для коммутации . разрыв передачи при асинхронном ходе.
5). Неуспешное ТАПВ-S=8;
Расчет распределения амплитуд коммутационных перенапряжений при НУТАПВ изложено на стр. 22.
Коммутация неуспешного ТАПВ (S = 8). Для известной величины бестоковой паузы tAПВ по кривым рис. П6.4 определяют параметры статистического распределения ударных коэффициентов
По кривой рис. П6.5 определяют две функции статистического распределения амплитуд неограниченных перенапряжений в коммутации неуспешного ТАПВ:
Распределение амплитуд неограниченных перенапряжений при неуспешном ТАПВ дается следующим выражением
Р (k) = 0,55 P- (k) + 0,85 P+ (k) (П6.6)
Приведем численный пример и найдем Рк(К) для нашего случая.
Для коммутации №8 (неуспешное ТАПВ) методика построения зависимости P8(k) следующая. Для известной паузы tапв=0,6 с по кривым рис.П6.4, определяют параметры двух функций P(k)_ и P(k)+:
Подставляя полученные значения параметров в формулы П6.5 и задавая значения k, например, в диапазоне 1,4 – 2, по кривой рис. П6.5 определяем две вспомогательные функции P(k)_ и P(k)+. Подставляя полученные значения P(k)_ и P(k)+, в формулу П6.6, получим распределение амплитуд неограниченных перенапряжений при неуспешном ТАПВ.
Для примера определим значение P(k) при k=1,7. Найдем:
P(1,7)=0,55·0,26+0,85·0,84=0,86.
Аналогичным образом строится зависимость P(k) в диапазоне от 0 до 1.
Составим расчетную таблицу:
Таблица К1-5
|
К |
1,02 |
1,1 |
1,2 |
1,4 |
1,6 |
1,65 |
1,7 |
1,9 |
|
|
Р(К)- |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,04 |
0,17 |
0,2 |
0,26 |
0,5 |
|
|
Р(К)+ |
0,23 |
0,29 |
0,395 |
0,56 |
0,76 |
0,8 |
0,84 |
0,92 |
|
|
Р8(К) |
0,2 |
0,26 |
0,34 |
0,5 |
0,74 |
0,79 |
0,85 |
1,0 |
По значениям табл. К1-5 строим график статистического распределения амплитуд коммутационных перенапряжений для коммутации неуспешное ТАПВ.
Рис. К1-5. Статистическое распределения амплитуд коммутационных перенапряжений для коммутации неуспешное ТАПВ.
ВНИМАНИЕ! Все рисунки от К1-1 до К1-5 проведены произвольным образом!