Электромагнитная совместимость
Комментарии
Новая методика расчета температуры экранов контрольных кабелей, предложенная специалистами «Интер Энерго» в предыдущем материале, заслуживает внимания, хотя, по мнению экспертов, и нуждается в уточнении.
АЛГОРИТМ
ТРЕБУЕТ ДОРАБОТКИ
Михаил Кузнецов, к.ф.-м.н.,
технический директор ООО «ЭЗОП», г. Москва
В статье предложен подход к расчету нагрева экранов кабелей, заземленных с двух сторон, отличающийся от изложенного в действующей НТД. Результаты расчетов закономерны: показано, что упрощенная формула, приведенная в СТО 56947007-29.240.044-2010, не может применяться при расчетах, поскольку дает существенно заниженные значения нагрева, особенно при больших токах в экранах.
Если говорить о результах расчета с помощью некоторых других известных формул, то с ними результаты расчета по методу, описанному в статье, демонстрируют относительное совпадение.
При этом необходимо отметить одно из допущений при выводе расчетных формул: «действующее значение напряжения, приложенного к концам экрана кабеля, постоянно и не зависит от сопротивления экрана кабеля и от внешних факторов».
Однако такое допущение справедливо, только если ток КЗ не меняется с течением времени, что в общем случае не так. При этом рассмотрение зависимости тока КЗ от времени не противоречит приводимой в статье модели, но может являться ее логичным развитием.
Кроме того, если речь идет о подстанциях и электростанциях, необходимо ограничить область расчета реальными диапазонами токов, напряжений, длин кабелей и температур. Так, для коротких кабелей (менее 20–30 метров) ток в экране будет высоким, тогда как разность потенциалов, приложенная к его концам, будет невелика.
И наоборот, для длинных кабелей разность потенциалов может достигать нескольких киловольт, тогда как ток в экранах редко будет превышать 300–500 А.
Что касается температур, то вряд ли стоит рассматривать диапазоны, где температуры более чем в два раза превышают допустимые для кабелей 150 °С.
Тем не менее указанные замечания не снижают ценности описываемого метода и результатов расчетов.
Приводимый в статье алгоритм, безусловно, заслуживает внимания и рассмотрения (при редактировании существующей НТД) в качестве основного для проводимых расчетов нагрева экранов кабелей, но, естественно, с определенными доработками.
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
МЕТОДИКИ ОГРАНИЧЕНА
Владимир Фишман, инженер-проектировщик,
г. Нижний Новгород
Вопрос проверки нагрева экранов контрольных кабелей является актуальным для электростанций и подстанций (ПС) 110 кВ и выше, где эти кабели находят массовое применение. На данных объектах наибольшую опасность представляют токи, возникающие в заземленных экранах кабелей при замыканиях на землю в сетях 110 кВ и выше (токи ОКЗ). Такие сети работают с эффективно или глухо заземленной нейтралью, поэтому токи ОКЗ в них имеют большую величину, достигающую нескольких десятков килоампер.
На территории ОРУ ПС ток ОКЗ растекается по заземляющим проводникам, основой которых служат заземляющая сетка (ЗС) и электроды, через которые ток стекает в землю. Кроме проводников ЗС, ток ОКЗ растекается по всем заземленным металлическим элементам, включая и заземленные экраны контрольных кабелей. Поскольку такие экраны подчас весьма тонки, то это вызывает обоснованное беспокойство в отношении возможности их повреждения током ОКЗ.
К сожалению, применение изложенной методики для указанных объектов невозможно, т.к. требует знания величины тока, проходящего по экрану каждого конкретного кабеля (или разности напряжений на его концах). А его определение представляет весьма сложную (а порой и неразрешимую) задачу.
Связано это с тем, что указанная величина зависит не только от характеристик самого кабеля, но и от множества других факторов, таких как:
- конфигурация заземляющей сетки ПС;
- места расположения и присоединения к ней заземляющих электродов;
- точки ОКЗ на территории ПС;
- направление трассы прокладки кабеля и способ прокладки;
- наличие и характеристика проложенных параллельно кабелю других заземленных проводников;
- расстояние между ними и кабелем и т.д.
В указанных условиях для определения искомых токов требуется разработка специальной математической модели ЗУ в трехмерной системе координат, которую в дальнейшем предстоит обработать.
Но на этом трудности не заканчиваются. Дело в том, что расчет заземления по целому ряду причин является достаточно ориентировочным. Не случайно в примечании к чертежам ЗУ указывают, что в процессе монтажа ЗУ нужно замерять его фактическое сопротивление и при необходимости корректировать количество (или длину) заземляющих электродов. Очевидно, что в результате таких изменений расчетная модель ЗУ меняется, а вместе с ней иным становится распределение тока по проводникам.
Всё это ставит под сомнение целесообразность выполнения подобных сложных и трудоемких расчетов на ПС и вынуждает руководствоваться при решении данной проблемы общими требованиями и рекомендациями, составленными с учетом накопленного опыта эксплуатации. Эти требования изложены в действующих нормативных документах, к которым, в частности, относятся:
- Нормы технологического проектирования подстанций переменного тока с высшим напряжением 35–750 кВ. СТО 56947007- 29.240.10.028-2009.
- Методические указания по защите вторичных цепей электрических станций и ПС от импульсных помех. РД 34.20.116-93.
- Методические указания по обеспечению электромагнитной совместимости на электросетевых объектах ЕНЭС. СТО 56947007-29.240.044-2010 и др.
Предлагаемая авторами методика очевидно может применяться на других объектах, где ЗУ не используется для сетей напряжением 110 кВ и выше.
|
