Высокочастотные заградители известны давно. Но в последнее время их внедрение набирает всё большие обороты. Это связано, в первую очередь, с исполнением Приказа Минэнерго России № 101 от 13 февраля 2019 г. о необходимости оснащения линий электропередачи 110 кВ и выше основными релейными защитами. А одна из основных, ВЧ защита, не может обойтись без организации ВЧ связи.
Высокочастотные заградители — являются неотъемлемым элементом канала ВЧ связи по фазным проводам и тросам ВЛ. Основным его назначением является ослабление шунтирующего действия шин подстанций на параметры линейного тракта канала ВЧ связи, но они также используются для ослабления шунтирующего действия ответвлений от ВЛ.
Более подробно о назначении, устройстве и конструктивных решениях в проекте — читайте в статье.
СОДЕРЖАНИЕ:
1. Назначение высокочастотного заградителя
Высокочастотные заградители (ВЧЗ) предназначены для ослабления влияния шунтирующего действия шин электростанций и подстанции и ответвлений ВЛ на параметры ВЧ тракта при обработке воздушных ЛЭП в целях передачи по их фазовым проводам и грозотросам сигналов противоаварийной автоматики, релейной защиты и телефонной связи на несущих частотах от 16 кГц до 1000 кГц.
Простыми словами, он служит для отделения ВЧ сигнала, передаваемого по линии, от оборудования высокого напряжения подстанции, которое, в свою очередь, имеет низкое сопротивление в ВЧ диапазоне, что (в отсутствии ВЧЗ) может пагубно сказаться на качестве связи и работе оборудования.
2. Устройство высокочастотного заградителя
Основными компонентами ВЧ заградителя являются:
- основная катушка (реактор);
- элемент настройки;
- устройство защиты.
Основная катушка (реактор) ВЧЗ — это катушка индуктивности с естественным воздушным охлаждением, по которой протекает ток промышленной и высокой частоты. Обычно выполняется многожильным алюминиевым проводом.
Элемент настройки — оборудование, подключённое параллельно основной катушке. Именно он определяет полосу заграждения, в которой обеспечивается заданное активное сопротивление катушки. В зависимости от типа заграждения элемент настройки состоит из конденсаторов, катушек индуктивности и резисторов, имеющих низкую номинальную мощность по сравнению с основной катушкой. Для защиты от влияния окружающей среды данные элементы размещаются в одном или нескольких корпусах из стеклопластика. Оборудование устанавливается внутри основной катушки и доступно для перенастройки или замены при изменении частоты канала связи.
Устройством защиты выступает ограничитель перенапряжений (ОПН), подключённый параллельно основной катушке и элементу настройки. Он защищает основную катушку и элемент настройки, ограничивая возникающие перенапряжения до уровня, соответствующего классу изоляции данного оборудования.
Иногда к основным компонентам добавляется ещё защита от птиц в виде сетки (сверху и снизу) и (или) опора для установки.
Для электрического присоединения ЛЭП и ошиновки подстанции к заградителю используются контактные пластины (реже — шпильки), сдвинутые друг относительно друга на угол 180 градусов.
3. Выбор ВЧЗ
Необходимость высокочастотного заградителя определяют специалисты по релейной защите и связи. Поэтому и технические требования задаются при их совместном участии. Но способ установки или подвеса оборудования находит отражение в томе Электротехнических решений.
Поскольку ВЧ заградители включаются последовательно высоковольтной линии электропередачи, их конструкция должна выдерживать высокие механические нагрузки, возникающие при протекании токов короткого замыкания.
| Расчётные величины | Каталожные данные заградителя |
Условие выбора | |
|---|---|---|---|
| Наименование параметра |
Значение | ||
| Uуст, кВ | 110 | Uном = 110 кВ | Uном ≥ Uуст |
| Iраб.маx, А | 491 | Iном = 630 А | Iном ≥ Iраб.маx |
| iуд, кА | 23,26 | iдин = 41 кА | iдин ≥ iуд |
| Вк, кА2‧c | 11,50 | I2терм‧tтерм = 162‧3 = 768 кА2‧c | I2терм‧tтерм ≥ Вк |
Полную таблицу технических требований в этой статье приводить не будем. Набор требований можно найти в ссылочной литературе на нашей странице НТД⎘.
4. Подвеска ВЧЗ на подстанции
Самым распространённым способом монтажа ВЧЗ является его подвеска на приёмном портале подстанции. Он может подвешиваться на одной, двух или всех трёх фазах портала.
Подключение провода к ВЧЗ можно выполнить согласно типовому проекту (см. Типовые⎘), где провод протягивается через два поддерживающих зажима сверху и снизу заградителя. А можно выполнить подключение, развернув заградитель на 180 градусов относительно первого варианта.
Аргументом в пользу первого решения служит исключение излома провода. А второй способ позволяет уменьшить длину провода и упростить соединение арматуры — что при правильном подключении аппаратного зажима (лапкой вверх) так же не нарушает его целостность в период эксплуатации. И первый, и второй вариант имеют право на применение.
Обязательно стоит отметить, что на способ подвески ВЧЗ влияют его вес и габариты. Так согласно нормативным документам подвеску ВЧЗ к конструкциям следует производить с использованием двух гирлянд изоляторов. Для исключения возможности раскачивания ВЧЗ при ветровых нагрузках, угол, образованный между осью гирлянды и вертикальной осью ВЧЗ, должен находится в пределах 30-45º. При диаметре реактора ВЧЗ менее 600 мм крепление двух гирлянд изоляторов к ВЧЗ должно осуществляться в одной точке с использованием двухцепных коромысел. При диаметре реактора ВЧЗ 600 мм и более его подвеска должна обеспечиваться в двух точках, расположенных в плоскости симметричного сечения реактора.
На каркасе ВЧЗ имеются проушины для обеспечения возможности подвески снизу второго заградителя.
5. Подвеска ВЧЗ на воздушной линии
Часто размещение ВЧ заградителя требуется выполнить на отпайках воздушных линий либо подвесить на концевую опору линии, когда портал не способен нести дополнительную нагрузку.
В этих случаях, как никогда, важно соблюсти расстояния в свету между токоведущими частями ВЧЗ и заземлёнными частями конструкций. И этот фактор становится определяющим при выполнении проекта, особенно при подвеске на двухцепных опорах и опорах с вертикальным расположением фаз.
Для того чтобы решить подобную задачу, нам приходилось использовать ВЧЗ «инновационной» конструкции, с меньшими габаритами относительно подстанционных вариантов.
Как выходят из это ситуации коллеги, можно увидеть на фото
6. Установка ВЧЗ
Конструкция ВЧЗ должна предусматривать возможность его установки на изолирующих опорах. Такое решение не является новшеством, а находит своё отражение в типовых⎘ проектах.
В качестве опоры может использоваться конденсатор связи усиленной конструкции, когда тот идёт в комплекте ВЧ оборудования. Либо могут использоваться шинные опоры, рассчитанные на прилагаемое усилие.
Наземная установка ВЧЗ позволяет избежать чрезмерных нагрузок на порталы, реализовать задуманное при их отсутствии или разместить несколько ВЧЗ в одной фазе.
ВЫВОД
Высокочастотный заградитель, несмотря на свою длинную историю, является современными и актуальным оборудованием. Он находит своё применение как на старых модернизируемых подстанциях и электростанциях, так и при комплексной реконструкции или новом строительстве энергетических объектов.
Основное назначение заложено в самом названии ВЧ заградителя — он позволяет отсекать ВЧ сигнал, передаваемый по линии, от основного оборудования. Основными компонентами ВЧЗ являются реактор, элемент настройки и устройство защиты. А выбирается он по условию пропускания номинального тока и динамической стойкости к токам короткого замыкания.
Способы установки и подвески мы показали на примерах
ССЫЛОЧНАЯ ЛИТЕРАТУРА
Более подробную информацию можно найти в нормативно-технических документах, хранящихся на странице НТД, отфильтрованных по ссылке⎘.
В телеграм