Методика и алгоритмы повышения грозоупорности воздушных линий электропередачи и оборудования подстанций

Цель: снижение числа грозовых отключений воздушных линий электропередачи (ВЛ) и повреждений оборудования подстанций за счет учета реальных конструктивных параметров воздушных линий электропередачи. Объекты исследования: воздушные линии электропередачи напряжением 110 - 220 кВ и оборудование подстанций. Предложена модифицированная методика расчёта числа отключений (грозоупорности) ВЛ, основанная на суммировании числа отключений ВЛ из-за удара молний в каждый пролёт. Разработан алгоритм и создан комплект программ для расчёта на ЭВМ. Методика позволяет выявлять участки с низкими показателями грозоупорности, а также участки ВЛ, где грозозащитный трос снижает показатели грозоупорности, что даст возможность оптимизировать затраты на обеспечение надёжности электроснабжения. На основе выполненных расчетов по электрогеометрическим и вероятностным методикам установлено, что доля ударов молний в опоры на ВЛ без тросовой защиты отличается от 1/2 и зависит от высоты опоры, стрелы провеса провода и длины пролёта, а на линиях электропередачи существует такая длина пролёта, меньше которой установка молниезащитного троса увеличивает число аварийных грозовых отключений. Показано, что ветер со скоростями до 30 м/с, направленный перпендикулярно пролёту ВЛ снижает грозоупорность не более чем на 5% и может не учитываться. При скоростях ветра свыше 30 м/с необходимо учитывать возникновение ветровой нагрузки. Учёт ветровой нагрузки приводит к увеличению расчетного числа отключений, т.е. к повышению точности расчетов грозоупорности ВЛ. Экспериментально показано, что наличие двух возможных путей пробоя воздушных промежутков повышает общую вероятность пробоя, и получена формула общей вероятности пробоя. На основе расчётов показано, что волны с фронтом, близким к вертикальному, возникают при каждом ударе молнии в ВЛ, если при этом происходит либо обратное перекрытие с опоры на провод высокого напряжения, либо перекрытие с грозозащитного троса на фазный провод. Грозозащитный трос в зоне защищённого подхода уменьшает число ударов в фазные провода, не опасные для оборудования подстанций с ОПН, и увеличивает для оборудования число опасных волн с передним фронтом 10 - 40 нc.