автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Влияние параметров новых элементов электросетевого оборудования на режимы работы энергосистемы мегаполиса

На правах рукописи Кузнецов Дмитрий Владимирович

ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ НОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРОСЕТЕВОГО ОБОРУДОВАНИЯ НА РЕЖИМЫ РАБОТЫ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ МЕГАПОЛИСА

Специальность 05.14.02 - Электростанции и электроэнергетические системы

- 1 ОКТ 2009

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 2009 г.

003478605

Работа выполнена на кафедре «Электрические сети и системы» государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет» (ГОУ ВПО «СПбГПУ»).

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Смоловик Сергей Владимирович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Гольдштейн Валерий Геннадьевич

кандидат технических наук, с.н.с Колычев Александр Валерьевич

Ведущая организация:

ФГОУ ДПО «ПЭИПК» (г. Санкт-Петербург)

Защита состоится «.23» Р^^Ъ^Кв- 2009 г. в {0_ часов на заседании диссертационного совета Д 212.^29.11 при ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет» по адресу: 195251, г.Санкт-Петербург, ул.Политехническая, д.29, Главное здание, ауд. 325.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет».

Автореферат разослан 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.229.11 кандидат технических наук, доцент

Попов М.Г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Развитие электроэнергетики, неотъемлемой частью которой являются электрические системы и сети, на современном этапе невозможно без применения новых видов электрооборудования. В большей степени это относится к сетям ВН и СВН, хотя для сетей средних и низших классов напряжения эта проблема стоит также остро.

Развитие энергосистем крупных городских образований (мегаполисов) происходит в специфических условиях высокой плотности нагрузки и генерации, ограниченности и крайне высокой стоимости свободных территорий внутри мегаполиса, необходимых для возведения новых линий электропередач и подстанций ВН и СВН, ужесточения требований к архитектурному облику сетевых объектов, большой степени износа электрооборудования, которая в РФ в целом к настоящему моменту достигла критического уровня. Важным фактором является увеличение выбросов промышленных предприятий и автотранспорта мегаполисов, загрязняющих основную изоляцию открыто стоящего электрооборудования станций и подстанций. Поэтому возникла необходимость в применении таких типов оборудования, которые бы обеспечивали работоспособность в указанных условиях. В частности, таким оборудованием являются элегазовые комплектные распределительные устройства (КРУЭ), применяемые на городских подстанциях, и относительно новый вид силовых высоковольтных кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), используемых вместо воздушных линий электропередачи в условиях энергосистем мегаполисов, что позволяет обеспечить работоспособность энергосистемы в указанных условиях.

Неизученность влияния параметров нового электрооборудования на режимы функционирования энергосистем и самого оборудования в их составе может привести к серьезным системным авариям. Главными последствиями таких аварий являются недоотпуск электроэнергии потребителям и значительные затраты временных и материальных ресурсов на их устранение.

Автор выражает признательность профессору Халилову Ф.Х., за консультации при подготовке диссертационной работы.

Цели работы и основные решаемые задачи. Целями работы являлись комплексный анализ режимов работы электроэнергетической системы мегаполиса с учетом влияния новых элементов электросетевого оборудования и разработка рекомендаций по обеспечению ее эксплуатационной надежности на основе снижения опасных факторов и дополнительных ограничений. Для достижения указанных целей решены следующие научные и технические задачи:

1. Выполнена оценка перспектив внедрения новых типов электрооборудования в энергосистеме Санкт-Петербурга (КРУЭ, кабелей с изоляцией из СПЭ, сухих токоограничивающих реакторов и др.).

2. Выполнены расчеты и дан анализ основных параметров силовых одножильных кабелей с изоляцией из СПЭ 330 кВ в зависимости от способа прокладки и систем заземления экранов. Определена пропускная способность кабелей на основании анализа их тепловых режимов. Полученные значения параметров использованы при исследовании режимов работы энергосистемы и расчетах токов коротких замыканий.

3

3. Выполнена оценка воздействующих на новые элементы электросетевого оборудование в процессе эксплуатации специфических коммутационных перенапряжений и разработаны мероприятия по снижению их уровня и защите от них.

4. Выполнен анализ нормальных и послеаварийных режимов работы энергосистемы Санкт-Петербурга с целью определения потокораспре-деления в ней для выявления загрузки внутрисистемных КЛ, влияния средств продольной и поперечной индуктивной компенсации на пото-кораспределение и для определения допустимых уровней перетоков в КЛ из СПЭ по условию тепловых режимов с целью повышения показателей эксплуатационной надежности КЛ и сети в целом.

5. На основе расчетов установившихся режимов работы смешанной воздушно-кабельной электрической сети мегаполиса выполнены оценки влияния режима напряжений и устройств продольной и поперечной компенсации на потери мощности в сети и предложены способы управления режимами, обеспечивающие исключение перегрузок оборудования и снижение потерь.

6. Выполнена оценка влияния на уровни токов к.з. средств продольной индуктивной компенсации, а также собственных параметров КЛ в зависимости от способов заземления экранов.

Научная новизна работы определяется разработкой следующих положений:

1. С использованием полученных значений параметров кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена выполнен комплексный анализ режимов работы энергосистемы мегаполиса, заключающийся в скоординированном исследовании установившихся режимов, учитывающем ограничения и перераспределения перетоков мощности по внутрисистемным связям и уровней токов коротких замыканий.

2. Выполнено исследование влияния КЛ из СПЭ ВН и СВН совместно с устройствами продольной индуктивной компенсации параметров КЛ ВН и СВН на снижение уровней токов к.з.

3. Дано обоснование благоприятного влияние КЛ из СПЭ ВН и СВН на снижение уровня перенапряжений на подстанциях энергосистемы.

4. Впервые проанализирована проблема защиты изоляции оборудования от перенапряжений традиционных ОРУ, работающего совместно с КРУЭ. Показано, что на ней могут иметь место существенные ВЧ перенапряжения наносекундного диапазона, наложенные на перенапряжения микросекундного диапазона.

5. Исследована система мероприятий по защите от импульсных и квазистационарных перенапряжений КЛ из СПЭ ВН и СВН.

6. На основе выполненных натурных экспериментов показана возможность увеличения нормированной величины напряжения на экране КЛ из СПЭ при одностороннем заземлении экранов.

7. Разработана методика определения основных погонных параметров КЛ из СПЭ ВН и СВН и получены номограммы токов их пропускной способности.

Методы исследований базируются на основных положения теории электрических цепей и отработанных алгоритмах исследования установившихся и переходных процессов в электрических системах. Использованы современные численные методы и стандартные методы исследований, обеспечивающие достоверность полученных в работе результатов.

Практическая ценность и внедрение результатов работы. Результаты исследований, проведенных в диссертационной работе, используются проектными и эксплуатирующими организациями, включая ОАО «СевЗапНТЦ» ПЦ «СЕВЗАПЭНЕРГОСЕТЬПРОЕКТ», ОАО «ФСК ЕЭС» и ОАО «ТГК-1».

На основании положений и разработанных методик диссертационной работы спроектированы и введены в эксплуатацию кабельные линии 110 кВ и 330 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена, соединяющие РУ 110 кВ и 330 кВ ПС 330 кВ «Южная» в Санкт-Петербурге с соответствующими РУ блоков ТЭЦ-22 «Южная», две кабельные линии из СПЭ 110 кВ на ПС 330 кВ «Северная» в Санкт-Петербурге. Впервые в практике проектирования осуществлена сборка треугольника на низшей стороне трехфазной группы однофазных трансформаторов типа АОДТН-333000/750/330/-У1 на ПС 750 кВ «Ленинградская» кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена, организована система защиты ТЭЦ-22 «Южная» и ПС 330 кВ «Южная» от перенапряжений. Обоснована система одностороннего заземления экранов одножильных кабелей 330 кВ с изоляцией из СПЭ, примыкающих к ПС 330 кВ «Южная», и установка токоограничиваю-щих реакторов 330 кВ для снижения уровней токов трехфазных и однофазных коротких замыканий на шинах 330 кВ этой подстанции и др.

В работе приводятся данные, которые из-за недостаточного исследования параметров новых элементов электросетевого оборудования, отсутствуют в проектных и эксплуатирующих организациях. К таким данным относятся номограммы допустимых токов пропускной способности КЛ из СПЭ ВН и СВН и их основные погонные параметры, оценки возможных величин воздействующих на новое электрооборудование при эксплуатации нетрадиционных перенапряжений и способов защиты от них, оценка перспектив внедрения новых типов электрооборудования, анализ соответствия пропускной способности КЛ из СПЭ и предполагаемых перетоков мощности по ним, исследования совместного влияния токоограничивающих реакторов и параметров КЛ из СПЭ на уровни токов к.з. и т.д.

Публикации и апробация результатов работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на:

1. Совещании в ОАО «МЭС Северо-Запада» по вопросам комплексной реконструкции и техническому перевооружению ПС 750 кВ «Ленинградская» (2006-2007 г.г., Санкт-Петербург);

2. Совещании в ОАО «ЦИУС Северо-Запада» по вопросам комплексной реконструкции и техническому перевооружению ПС 330 кВ «Южная» (2008 г., Санкт-Петербург);

3. Совместном совещании ОАО «ЦИУС Северо-Запада» и ОАО «ТГК-1» по вопросу выдачи мощности новых блоков ТЭЦ-22 «Южная» в Ленинградскую энергосистему (2009 г., Санкт-Петербург);

4. Совещании в ОАО «ЦИУС Северо-Запада» по вопросам комплексной реконструкции и техническому перевооружению ПС 330 кВ «Северная» (2008 г., Санкт-Петербург);

5. Научно-технической конференции «Электромагнитная совместимость в электроэнергетике» (2008 г., Санкт-Петербург);

6. Научно-технической конференции «Актуальные проблемы разработки, выбора и диагностики ограничителей перенапряжений в сетях на классы напряжения 3-750 кВ» (2009 г., Санкт-Петербург)

Опубликовано шесть печатных работ, из них по теме диссертации опубликовано четыре печатные работы (из них две в журналах, входящих в перечень ВАК).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы из 72 наименований и трех приложений. Объем работы, включая приложения, составляет 156 страниц, 51 рисунок, 4 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность работы, приводятся положения, отражающие практическую значимость темы диссертационной работы.

В первой главе приведен анализ современного состояния электрических сетей РФ в целом и мегаполисов, в частности. Указаны основные особенности энергосистем мегаполисов в современных условиях (высокие плотности нагрузок и генерации, их интенсивное развитие и рост).

Формулируются основные цели и задачи диссертации, приводятся положения, отражающие научную новизну диссертации.

Вторая глава посвящена основным областям применения нового оборудования и определению основных его параметров.

Продольные токоограничивающие реакторы разработаны относительно недавно фирмой «Nokian Capacitors». Современные токоограничивающие реакторы выпускаются на классы напряжения вплоть до 500 кВ и обладают незначительным активным сопротивлением, при этом индуктивное сопротивление этих устройств варьируется в диапазоне от 1 до 10 Ом. Такие реакторы допустимо рассматривать в качестве устройств продольной индуктивной компенсации линий электропередач, в которых они установлены, и использовать в целях регулирования потоков мощности в смешанных сетях, характерных для мегаполисов, для ограничения перетоков мощности сверх допустимых по тепловому режиму кабельных линий. Однако, вопрос их влияния на потери мощности в сети изучен недостаточно.

Рассмотрено возможное применение фазосдвигающих трансформаторов для регулирования потоков мощности в сети. При дальнейшем усложнении технологии возможно регулирование амплитуды напряжения, что позволяет управлять реактивной мощностью.

При необходимости обеспечения электроснабжения крупных мегаполисов, в частности, Санкт-Петербурга, а также систем обеспечения их нормального функционирования в условиях интенсивного роста и сокращения свободных городских площадей под застройку, ужесточения требований к качеству электроэнергии, постоянно растущей нагрузке потребителей необходимо применение современных адекватных перечисленным выше условиям технических решений. Одним из таких технических решений является применение подстанций на основе КРУЭ.

К основным достоинствам КРУЭ можно отнести высокую функциональность и надежность. Часто применение КРУЭ позволяет решить проблемы с оптимизацией РЗА и молниезащиты (на АЭС, ГЭС - расположение КРУЭ как можно ближе к трансформаторам; исключение длинных воздушных переходов), полную безопасность для персонала, максимальную автоматизацию, минимизацию воздействия на окружающую среду (ЭМС), сокращение суммарных затрат при строительстве (обычно за счёт оптимизации компоновок и применении более простых схем соединений), сокращение эксплуатационных издержек и, наконец, КРУЭ по определению является законченной системой, готовой к пуску в эксплуатацию.

Важно учитывать, что основные характеристики КРУЭ несущественно влияют на режим энергосистемы, в которой они применяются. Однако, КРУЭ может быть источником СПП (сверхбыстрых переходных процессов), которые оказывают негативное влияние на изоляцию окружающего его оборудования.

Все большее распространение внутри мегаполисов находят кабельные линии высоких классов напряжений (так, для Санкт-Петербурга таковыми являются напряжения 110 кВ и 330 кВ). Основная изоляция кабелей в современных условиях выполняется из относительно нового для России вида изоляции -сшитого (вулканизированного) полиэтилена - СПЭ (в английском обозначении ХЬРЕ). Эти кабели обладают рядом преимуществ по сравнению с маслонапол-ненными кабелями, кабелями с бумажно-пропитанной изоляцией.

Основным достоинством СПЭ является увеличение рабочей температуры токопроводящей жилы кабелей с изоляцией из СПЭ до 90 °С, что означает увеличение пропускной способности таких кабелей по сравнению с кабелями с другими видами изоляции.

При повреждении основной изоляции кабеля ток короткого замыкания из жилы течет в экран и проходит по нему при любой системе заземления экранов, то есть, сечение экрана кабеля должно обеспечивать его прохождение по экрану в течение полного времени действия релейной защиты, которое при применении современных защит на основе микропроцессорной техники составляет в среднем 0.4 с, без его разрушения. Однако еще не везде внедрены современные системы РЗА и полное время отключения токов к.з. может отличаться в большую сторону от указанной выше величины.

В настоящее время и в среднесрочной перспективе основными системообразующими в энергосистеме Санкт-Петербурга сетями являются сети 110 и 330 кВ (предельные токи к.з. для них составляют для сети 110 кВ -40 кА, а для

сети 330 кВ ~ 63 кА) Поэтому сечение экрана должно быть не менее 185 мм2 и 240 мм2 соответственно для кабелей 110 и 330 кВ.

Известно, что кабельные линии ВН с кабелями из СПЭ эксплуатируются с тремя возможными системами заземления экранов одножильных кабелей, а именно:

1. Заземление экранов каждой фазы по концам каждой электрической секции (электрической секцией считается часть трассы между точками, в которых соединены оболочки или экраны всех кабелей между собой или с «землей»), т.е двустороннее заземление экранов;

2. Заземление экранов в одной точке каждой электрической секции с установкой на разземленных концах соответствующих ОПН, характеристики которых должны быть скоординированы с характеристиками защищаемой ими изоляции, в данном случае с изоляцией поверх токопроводящего экрана одножильного кабеля, т.е. внешней оболочкой кабеля, которая в последнее время выполняется из полиэтилена;

3. Транспозиция экранов соответствующих кабелей из СПЭ.

Допустимый ток, определяющий пропускную способность кабеля, определяется на основе теплового расчета по следующему выражению:

/ = I Afl - IV j -(0,57*, + + Т, + Т А ))

\ R ■ Г, + и • R • (1 + Л, У, + п ■ R ■ (1 + Я, + Я, )(Г, + Т, ) ^

где Лв - превышение температуры ТПЖ по сравнению с температурой окружающей среды, К; / - допустимый ток в жиле, A; R - сопротивление ТПЖ переменному току на единицу длины при максимальной рабочей температуре, Ом/м; Wd - диэлектрические потери в изоляции кабеля на единицу длины, Вт/м; Ti - тепловое сопротивление между ТПЖ и экраном на единицу длины, К-м/Вт; Т2 - тепловое сопротивление слоев между экраном и броней на единицу длины, К-м/Вт; Гз - тепловое сопротивление наружной защитной оболочки кабеля на единицу длины, К-м/Вт; 7V - тепловое сопротивление между поверхностью кабеля и окружающей средой, К-м/Вт; п - число ТПЖ, несущих нагрузку, в кабеле (жилы одинакового размера и несущие одну и ту же нагрузку); Я/ - отношение потерь в металлическом экране к общим потерям во всех ТПЖ; À2 - отношение потерь в броне к общим потерям во всех ТПЖ кабеля.

При этом расчет пропускной способности KJÏ следует производить для наиболее тяжелых температурных условиях эксплуатации кабеля, а именно, летних температур.

Для кабелей из СПЭ 330 кВ допустимый ток при заземлении экранов в одной точке и их транспозиции при расположении фаз линии в плоскости с наиболее распространенным на практике расстоянием между фазами превышает (для больших сечений значительно) ток при расположении фаз треугольником, что объясняется меньшим тепловым влиянием фаз друг на друга при расположении их в плоскости, чем при расположении треугольником. На рисунке

1 приведена зависимость для одноцепной трехфазной кабельной ли-

нии из СПЭ 330 кВ при прокладке фаз линии в земле на глубине 1,5 м треугольником и g плоскости с расстоянием между осями жил кабелей рав-

ным двум наружным диаметрам этих кабелей при одностороннем за-

землении экранов одножильных кабелей и их транспозиции.

Обратная ситуация наблюдается при заземлении экранов в двух точках. Важно отметить, что при двустороннем заземлении экранов с увеличением расстояния между осями жил допустимый ток в ТПЖ также возрастает и достигает значений при расположении треугольником и даже выше. Из рассмотрения данных зависимостей видно, что допустимый ток в ТПЖ достигает для кабелей 330 кВ своего минимального значения именно при расстоянии между осями фаз в два наружных диаметра кабеля. Это объясняется уменьшением взаимного теплового влияния фаз друг на друга с увеличением расстояния между ними, даже, несмотря на рост потерь при этом в экранах. Таким образом, для практически приемлемого достижения максимальной пропускной способности кабельной линии из СПЭ необходимо применять расположении фаз линии в плоскости и систему одностороннего заземления экранов или их транспозицию. Это

можно распространить на все КЛ из СПЭ ВН и СВН.

24хЮ3т

2. Зх 103

2. 2x103-

2.1x103-

2х 103

1.9x103-

1. 8х 103-

1.7х103-

1.6хЮ3

1пл( Эж)' 1.5х103 1.4х103-1.Зх1О3

А 1.2x1 О3 1.1х103

500

1x10"

2x10

2.5x10°

3x10°

1.5x10° Еж, мм"

Рис. 1. Зависимость 1тпж(8„тж) для кабельной линии из СПЭ 330 кВ Из рассмотрения полученных в работе зависимостей активно-индуктивных параметров КЛ для различных систем заземления экранов видно,

что с увеличением сечений ТПЖ кабелей как напряжением 110 кВ, так и 330 кВ все сопротивления снижаются, при этом активные и индуктивные сопротивления прямой последовательности для транспозиции экранов и заземления их в одной точке соответственно совпадают.

Необходимо учитывать влияние способов заземления экранов на индуктивное сопротивление нулевой последовательности кабельной линии при двух вариантах взаимного расположения фаз линии. Известно, что индуктивные сопротивления нулевой последовательности линий при системе заземления экранов кабелей в одной точке при прочих равных условиях значительно превышают таковые для систем заземления экранов в двух точках и транспозиции, при этом это превышение больше при расположении фаз кабельной линии треугольником.

При заземлении экранов однофазных кабелей 330 кВ в одной точке соответствующих трехфазных кабельных линий наблюдается наибольшая величина отношения хп^хъ, составляющая в среднем около 11 при расположении фаз линии плоскостью, а при расположении треугольником - 19, причем с ростом сечения токопроводящей жилы величина указанного соотношения увеличивается. При других системах заземления экранов кабелей данное соотношение значительно меньше единицы и с увеличением сечения токопроводящей жилы наблюдается его снижение. Это относится ко всем КЛ ВН и СВН.

Таким образом, наиболее приемлемым с точки зрения обеспечения минимальной величины токов однофазных коротких замыканий в системах с эффективно заземленной нейтралью, в которых используются однофазные кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена, по сравнению с токами трехфазных коротких замыканий, является вариант заземления экранов таких кабелей в одной точке.

г«: Ом

40 т 37.5 ■ 35 "

32.5 -----

30 " 27.5 ' ' 25

22.5 " • ( в* ) 20 ■ ■ ' 17.5 - • 15

12.5 •■ 10 ■ •

7.5 • ■ 5

Рис. 2. Зависимость 2в(5„„,) для КЛ 330 кВ из СПЭ На рис. 2 приведена зависимость волнового сопротивления 1„(8тпж) трехфазной кабельной линии 330 кВ от сечения ТПЖ. Анализируя ее, видно, что, несмотря на возможность передавать по кабельной линии значительную мощ-

ность, требуется мероприятия по ее ограничению. Это необходимо потому, что в силу значительного превышения натуральным током тока пропускной способности самого кабеля, допустимого по его тепловому балансу.

Таким образом, в энергосистеме возможны ситуации, например, в некоторых аварийных и послеаварийных режимах, при которых кабельные линии будут нагружаться сверх тока, допустимого по их тепловому балансу, что, конечно, неприемлемо. В зависимости от схемы электрической сети и ее режимов работы могут потребоваться мероприятия по искусственному ограничению и перераспределению перетоков мощности по некоторым кабельным линиям. То же самое относится ко всем KJI из СПЭ ВН и СВН.

Волновое сопротивление KJI ориентировочно на порядок меньше волнового сопротивления ВЛ. Из этого следует, что О при прочих равных условиях обладает большей пропускной способностью, чем ВЛ. Кроме этого, учитывая реальную скорость распространения электромагнитных волн в КЛ с помощью полученного волнового сопротивления, позволяет сделать вывод о снижении значения эквивалентного предвключаемого индуктивного сопротивления энергосистемы мегаполисов и, соответственно, увеличения ее суммарной мощности

K.3. Ski.

Это поясняется тем, что для ПС и станций энергосистем мегаполисов, характеризуемых значительным количеством отходящих от них линий как воздушных, так и кабельных, фактическое параллельное соединение их волновых сопротивлений при эквивалентировании сети будет значительно снижать суммарное эквивалентное сопротивление системы.

Данное обстоятельство будет положительно сказываться на снижении уровня перенапряжений в энергосистеме. Уменьшение эквивалентного индуктивного сопротивления системы будет снижать кратность квазистационарной составляющей перенапряжений. Ввиду того, что активное сопротивление КЛ несколько выше активного сопротивления аналогичной ВЛ, соответственно будет ограничиваться кратность коммутационной составляющей перенапряжений.

В главе 3 приведена общая характеристика воздействующих на первичное электрооборудование подстанций в эксплуатации нетрадиционных перенапряжений.

Опыт проектирования и эксплуатации показывает, что оборудование КРУЭ конструктивно выполняется производителями на основании соответствующих расчетов с достаточно высокими коэффициентами запаса надежности эксплуатации при воздействиях на него каких-либо перенапряжений.

Несколько иначе обстоит дело с изоляцией оборудования ПС и линий электропередачи, находящихся в непосредственной близости от КРУЭ, таких как автотрансформаторы, силовые и измерительные трансформаторы, оборудование связи, концевые кабельные муфты, КЛ и др. Поэтому далее рассмотрим основные виды перенапряжений и аспекты защиты от них изоляции КЛ из СПЭ и электрооборудования, устанавливаемого в непосредственной близости от КРУЭ, в том числе и КЛ из СПЭ.

Электрооборудование КРУЭ подвергается воздействию двух групп перенапряжений:

а) резонансных, низкочастотных коммутационных и грозовых перенапряжений, которые имеют место в электрических сетях 110 кВ и выше;

б) высокочастотные перенапряжения с фронтом 5-20 не, коммутационные перенапряжения, возникающие при включении или отключении элегазовым разъединителем участков холостых участков шин КРУЭ.

Максимальные кратности сверхвысокочастотных перенапряжений (СПП) зависят от схемы КРУЭ и составляют примерно 1,3 и 1.5, соответственно для закороченных секций шины, работающей на холостом ходу или под небольшой нагрузкой, или для ступенчатого конденсатора разомкнутого силового выключателя под противофазным напряжением.

При распространении через области контакта проходного изолятора к секциям с воздушной изоляцией подстанции СПП испытывают частичное отражение из-за изменения волнового сопротивления от приблизительно 70 Ом (КРУЭ) до приблизительно 350 Ом. При этом СПП могут представлять опасность для оборудования ПС с воздушной изоляцией.

Практически КРУЭ и установленное вблизи от него оборудование обычно подвергается воздействию трех основных источников перенапряжения:

- СПП, возникающие внутри КРУЭ во время срабатывания разъединителя (или выключателя);

- перенапряжения, вызванные срабатыванием коммутационной аппаратуры в установке КРУЭ или срабатываниями во внешней системе. Это имеет отношение к таким коммутационным перенапряжениям, которые привели к широкому использованию в последние 5-10 лет ОПН (как обычных, так и КРУЭ) в качестве защиты трансформаторов или линейных входов или, сравнительно недавно, для управления коммутационными перенапряжениями. Они неизменно обеспечивают гарантию того, что коммутационные перенапряжения поддерживаются на уровне ниже 2,0 отн. ед., что не является критичным для обычных КРУЭ и близко расположенного оборудования;

- грозовые перенапряжения на входящих линиях электропередачи.

Защита изоляции КРУЭ и другого оборудования ПС от перенапряжений

последних двух групп достигается установкой достаточного количества ОПН с выбранными соответствующим образом характеристиками и размещенными таким образом, чтобы все слабые места были достаточно защищены.

Первая группа перенапряжений не представляет большой опасности для изоляции современных КРУЭ, т.к. обычно СПП не представляют опасности для систем внутренней изоляции КРУЭ, т.е. в пределах оболочки. Фактически диапазон их амплитуды является относительно небольшим по отношению к основному уровню прочности изоляции и редко достигает даже 70% от испытательного напряжения. Это, вероятнее всего, достигается благодаря низкому волновому сопротивлению КРУЭ и обычно значительному количеству отходящих линий, демпфирующих подобные процессы. Однако СПП могут представлять опасность для остального первичного оборудования ПС. Установленные ОПН в наносекундном диапазоне обладают недостаточной зоной защитного действия

и, кроме этого, в этом диапазоне у них начинает сказываться собственная индуктивность, также ухудшающая защитные характеристики аппаратов. В нано-секундном диапазоне приходиться ожидать увеличения остающихся напряжений на ОПН на 10-15% по сравнению с микросекундным.

Также в силу существенного различия эквивалентных волновых параметров КРУЭ и расположенного вблизи от него традиционных ОРУ при набегании грозовых волн на ПС со стороны отходящих ВЛ возникающие при этом в них переходные процессы (многократные отражения и преломления волн в ошиновке ОРУ и КРУЭ) согласно принципа наложения могут накладываться друг на друга. При этом на переходный процесс микросекундного диапазона в ошиновке ОРУ будет накладываться переходный процесс наносекундного диапазона в ошиновке КРУЭ. Вследствие подобного наложения могут возникать ситуации, при которых кратность соответствующих перенапряжений, может оказаться недопустимой для изоляции традиционных типов оборудования ОРУ. Для КРУЭ они не представляют значительной опасности по указанным в начале настоящего пункта причинам.

В целях обеспечения защиты близко стоящего к КРУЭ оборудования предложен новый способ защиты оборудования подстанций от указанных выше перенапряжений. Он осуществляется путем включения в силовые цепи продольного защитного устройства. Защитное устройство имеет различные варианты выполнения. Три из них схематично показаны на рисунке 3. Устройство обладает большим сопротивлением, и переводит колебательный процесс в цепи в апериодический.

Таким образом, основной мерой по подавлению ВЧ перенапряжений может быть использовано продольное активно-индуктивное защитное устройство.

На низких частотах, в том числе и на рабочей частоте сети, весь ток течет по внутреннему проводнику, в качестве которого используется обычный стале-алюминевый провод ПС. На частотах в сотни килогерц, характерных для рассматриваемого вида коммутаций, за счет поверхностного эффекта ток вытесняется во внешний проводник, причем существует диапазон погонных активных сопротивлений внешнего проводника, при котором обеспечивается максимальное затухание переходного процесса.

Рис. 3. Поперечное сечение различных вариантов выполнения защитных устройств

а) с экраном из отдельных высокоомных проволок: б) и в) с коаксиальным экраном; 1- центральный низкоомный проводник; 2- система высокоомных внешних проводников; 3- трубчатый внешний высокоомный проводник; 4-изоляционные или металлические элементы, фиксирующие положение внешнего проводника относительно центрального провода; 5-ферромагнитное покрытие центрального провода.

Применение на ПС оборудование КРУЭ совместно с традиционным приводит к возникновению в КРУЭ СПП, негативно влияющих на изоляцию традиционных типов электрооборудования и, соответственно, снижающих их эксплуатационную надежность, также возникновению на таких ПС специфического переходного процесса, складывающегося из различных переходных процессов в ошиновке ОРУ и КРУЭ, который может оказаться опасным для изоляции оборудования традиционного ОРУ. Для ограничения воздействия СПП, появляющихся в КРУЭ, и недопущения выхода из КРУЭ волн наносекундного диапазона переходного процесса, возникающего при приходе на ПС грозовых возмущений с отходящих от нее BJI, на изоляцию традиционного оборудования ОРУ возможно применять продольное активно-индуктивное защитное устройство рассмотренной конструкции с использованием ферритовых колец.

Величина электрической прочности изоляции «экран-земля», выполняемой в последнее время в основном из полиэтилена, которая составляет по данным заводов-изготовителей кабельной продукции для кабелей из СПЭ величину 18 кВ переменного напряжения частотой от 50 Гц до 1МГц при времени приложения испытательного напряжения не менее 0,1 с. Необходимо также заметить, что у всех одножильных кабелей из СПЭ напряжением 110 кВ и выше толщина внешней оболочки кабеля составляет примерно 6 мм. Вполне обоснованно возникают сомнения относительно такой величины испытательного напряжения внешней оболочки кабеля были произведены ее соответствующие испытания на образцах одножильного кабеля из СПЭ напряжением 330 кВ. Данные результаты можно распространить и на другие классы напряжения по причине идентичности материала и толщины внешней оболочки таких кабелей.

Результаты подобных испытаний позволяют решить практическую задачу передачи по КЛ незначительной длины значительной мощности. При этом двустороннее заземление экранов КЛ приведет к значительному увеличению сечения ТПЖ и стоимости КЛ, а осуществление транспозиции экранов в данной ситуации также не представляется возможным. Проблема экономии средств решается при одностороннем заземлении экранов, но при этом возникающий на разомкнутом конце экрана потенциал может превышать 10 кВ. Таким образом, при учете истинного значения величины электрической прочности изоляции экрана возможно применение именно односторонней системы заземления. Кроме этого, результаты таких испытаний могут быть полезны проектным организациям при согласовании величины потенциала на разомкнутом конце экрана и в узлах транспозиции с заводом-изготовителем кабельной продукции.

С участием соискателя испытания проводились на 5-ти образцах кабеля на номинальное напряжение 330 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена. Длина образцов составляла 600 мм. Радиальные размеры кабеля: диаметр жилы (по п/п экрану) - 48 мм; внешний диаметр изоляции - 98 мм; диаметр алюминиевой оболочки - 106 мм; внешний диаметр кабеля - 118 мм.

Цель испытаний - определить кратковременную прочность внешней оболочки кабеля для выбора защитных аппаратов.

В качестве испытательной установки использовалась установка УПН-100 кафедры Э,ТВН СПбГПУ.

На основании полученных в ходе испытаний данных, исходя из опыта испытаний подобных образцов и учитывая геометрические размеры оболочки, можно утверждать, что кратковременная (в течение нескольких минут) поперечная прочность оболочки окажется не ниже 160 кВ (при отсутствии механических или иных дефектов).

С практической точки зрения это обстоятельство позволит увеличить длину кабельных линий между двумя точками электрических секций при использовании систем заземления экранов одножильных кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена в одной точке и транспозиции экранов, что приведет к уменьшению числа соединительных муфт для линий большой длины (разумеется, что длина таких участков между муфтами всс также будет ограничиваться в пределе справа массогабаритными размерами кабеля и возможностью доставки его на площадки монтажа на соответствующих кабельных барабанах), а также уменьшению числа ОПН для экранов кабелей. Кроме этого результаты, полученные в ходе рассмотренных испытаний, позволят корректнее выбирать характеристики соответствующих защитных аппаратов.

Оценка перенапряжений, воздействующих на изоляцию «экран-земля» KJ1 из СПЭ ВН и СВН позволяет сделать следующие выводы: 1) при всех приведенных системах заземления экранов KJI из СПЭ как в нормальных режимах работы, так и, в особенности, в аварийных, необходимо исключить прикосновение людей к неизолированным проводящим экранам одножильных силовых кабелей из СПЭ; 2) для систем одностороннего заземления экранов в KJI из СПЭ ВН и СВН в условиях энергосистемы Санкт-Петербурга при предельной строительной длине между двумя крайними точками, соответствующей электрической секции, напряжение на разомкнутых концах экранов в установившемся режиме однофазного к.з., полное время отключения которого всеми ступенями релейных защит в настоящее время составляет 0.4 секунды, не превышает опасного для изоляции экрана значения и, более того, не превышает значения в 28 кВ; 3) при значениях проектируемых длин KJI из СПЭ ВН и СВН в условиях энергосистемы Санкт-Петербурга на уровне 2015 года вполне допустимо применять для всей длины KJI всего один полный цикл транспозиции.

В диссертационной работе исследована система мероприятий по защите от импульсных и квазистационарных перенапряжений KJI из СПЭ ВН и СВН. С помощью такой методики в рамках работ ПЦ «СевЗапЭнергосетьпроект» соискателем для KJI 110 кВ длиной 1,2 км с сечением медных ТПЖ 1600 мм2 и сечением экранов 185 мм2 на ПС 330 кВ «Южная» в Санкт-Петербурге были выбраны ОПН для защиты изоляции «экран-земля» и «жила-земля», обладающих приведенными ниже характеристиками, соответственно:

Характеристики О ПН для защиты внешних неметплщпескнх оболочек

Характеристика Максимальное (длительное) рабочее напряжение, 1Гмр, кВ Максимальное (наибольшее) расчетное рабочее напряжение, ирмр) кБ 16,64 18

Номинальный разрядный ток, кА 10

Расчетные токи через ОПН при коммутационных перенапряжениях, А 850

Ток срабатывания противовзрывного устройства, кА 30

Удельная энергия кДж/кВ (класс разряда линии) 4-М,5 (3)

Длина пути утечки внешней изоляции, см, не менее' 52

Климатическое исполнение УХЛ

Категория размещения 1

Высота над уровнем моря, м, не более 1000

Сейсмоустойчивость поМ£С-64, не более Виброустойчивостъ по ГОСТ 17516, ГОСТ 16962 7 баллов М1.1

Характеристики ОПН 110кВдпя гящпты главной пзпляцппКЛ ИОкВ

Характеристика Номинальное напряжение, кВ Максимальное (длительное) рабочее напряжение, Пир, кВ Максимальное (наибольшее) расчетное рабочее напряжение, ир№, кВ ОПН-110 110 73 80,5-84,3

Номинальный разрядный ток, кА Расчетные токи через ОПН при коммутационных перенапряжениях, А 10 850

Ток срабатывания противовзрывного устройства, кА 33-35

Уровень частичных разрядов, пКл, не более 10

Удельная энергия кДж/кВ (класс разряда линии) 4-4,5 (3)

Длина пути утечки внешней изоляции, см, не менее 392

Остающееся напряжение на аппарате при грозовых перенапряжениях, кВ, не более Остающееся напряжение на аппарате при коммутационных перенапряжениях, кВ, не более 321 286

Механическая нагрузка в горизонтальном направлении. Н, не более 500

Климатическое исполнение УХЛ

Категория размещения 1

Высота над уровнем моря, м, не более Сейсмоустойчивость поМЗС-64, не более Виброустойчивость по ГОСТ 17516, ГОСТ 1696? 1000 7 баллов М1,1

В главе 4 рассмотрены различные режимы энергосистемы Санкт-Петербурга с учетом ее перспективной принципиальной схемы электрических соединений сети 110-750 кВ на уровне 2015 года.

Системообразующая смешанная электрическая сеть 110-750 кВ Санкт-Петербурга на уровне 2015 года характеризуется высокими плотностями нагрузок и генерации, а также наличием наряду с воздушными линиями электропередач значительного числа кабельных линий, количество которых будет только возрастать. Основные проблемы, возникающие при применении кабельных линий в этих условиях, заключаются в их токовой перегрузке сверх допустимых пределов по условию тепловой устойчивости кабелей и значительном уровне их зарядной мощности, приводящему к повышению напряжения в примыкающих к ним точкам сети сверх допустимых.

Расчеты установившихся режимов выполнены с помощью программного комплекса 11а51г\\% версия 2.25, предназначенного для решения задач по расчету, анализу и оптимизации режимов электрических сетей и систем.

С целью определения максимальной загрузки внутрисистемных КЛ 330 кВ, учитывая параметры соответствующих кабельных линий, приведенных в главе 2, были выполнены расчёты потокораспределения и уровни напряжения в электрической сети 110 кВ и выше на уровне 2015 г. для зимнего режима работы не только в полной схеме сети, но и при трех послеаварийных режимах:

1. Отключение линий электропередач выполненных в двухцепном исполнении - ВЛ 330 кВ ЛАЭС - ПС Восточная и ВЛ 330 кВ ПС Южная - ПС Восточная.

2. Отключение линий электропередач выполненных в двухцепном исполнении - ВЛ 330 кВ ПС Выборгская - ПС Восточная и ПС Выборгская - Северная ТЭЦ.

3. Отключение ВКЛ 330 кВ ПС Выборгская - ПС Восточная и ЛАЭС-2 -ПС Приморская.

Анализ полученных результатов показывает, что в нормальном режиме работы токовые нагрузки ни одной из рассматриваемых КЛ не превосходят ориентировочных предельных. Однако, в послеаварийном режиме при отключении ВЛ 330 кВ ЛАЭС - ПС Восточная и ВЛ 330 кВ ПС Южная - ПС Восточная наблюдается перегрузка по току КЛ 330 кВ ПС Центральная - ПС Василео-стровская на 30% сверх длительно допустимой, а при отключении ВЛ 330 кВ ПС Выборгская - ПС Восточная и ПС Выборгская - Северная ТЭЦ перегружается КЛ 330 кВ ПС Василеостровская - ПС Северная на 5% сверх длительно допустимой токовой нагрузки.

Кроме этого, расчет потокораспределения показывает, что при отключении линий электропередач выполненных в двухцепном исполнении - ВЛ 330 кВ ПС Выборгская - ПС Восточная и ПС Выборгская - Северная ТЭЦ и отсутствии ФПУ величина перетока мощности по линии ЛАЭС-2 - ПС Приморская может достигать 1200 МВ-А, что соответствует нагрузке по току 2100 А. Такая токовая нагрузка является недопустимой для кабеля из СПЭ с сечением медной ТПЖ 2000 мм". Допустимая токовая нагрузка кабеля из СПЭ с сечением медной ТПЖ 2000 мм" в условиях мегаполиса составляет 1410 А и соответствует пере-

току мощности 750 МВ-А. В этом случае также наблюдается токовая перегрузка кабельной вставки ВКЛ ЛАЭС-2 - ПС Приморская.

Несмотря на то, что токовые перегрузки на кабель с изоляцией из СПЭ допустимы в определенных пределах и в течение строго определенного времени за весь период эксплуатации, необходимо их избегать по ряду причин: а) в рассматриваемой ситуации заранее не известно, сколько времени продлится по-слеаварийный режим и как часто за период эксплуатации кабеля он повторится, а, следовательно, заранее строго не определено, уложится ли суммарное время существования такого послеаварийного режима или какого-либо еще, приводящего к перегрузке КЛ, в допустимые пределы для перегрева ТПЖ кабеля из СПЭ до 130 °С; б) любое превышение температуры изоляции кабеля сверх допустимого ведет к резкому возрастанию скорости старения этой изоляции под действием электрического и теплового полей, а значит, к уменьшению времени его эксплуатации и др. Это обстоятельство требует организации мероприятий по ограничению перетоков мощности по соответствующим кабельным линиям для обеспечения в конечном итоге надежной их эксплуатации и снижению аварийности всей системы в целом.

Для ограничения передаваемой по кабельной линии определенной длины мощности целесообразно последовательно с кабельной линией включить некоторое индуктивное сопротивление, в качестве которого можно использовать сухой токоограничивающий реактор ВН и СВН, т.е. использовать его как средство продольной индуктивной компенсации параметров кабельной линии электропередач. Так как в большей степени перегружается КЛ ПС Центральная -ПС Василеостровская в ПАР (послеаварийный режим) отключения ВЛ 330 кВ ЛАЭС - ПС Восточная и ВЛ 330 кВ ПС Южная - ПС Восточная, в оставшейся схеме сети с учетом наличия ФПУ на линии 330 кВ ЛАЭС-2 - ПС Приморская и поддержании перетока мощности по этой линии на уровне 750 МВ-А при собственном значении угла сдвига фазы, обеспечиваемого ФПУ, -5,73 градусов электрических построена зависимость тока в линии от сопротивления токоо-граничивающего реактора, которая представлена на рисунке 4. Из рассмотрения рис.4, учитывая, что для кабеля из СПЭ напряжением 330 кВ с сечением ТПЖ 1400 мм" ориентировочная величина допустимого тока при прокладке фаз в городе треугольником в земле составляет 900 А, и желательный запас по току в 5 %, было выбрано значение сопротивления реактора 4,9 Ом.

Далее были выполнены аналогичные предыдущим расчеты выявленных ранее неблагоприятных с точки зрения перегрузки рассматриваемых кабельных линий режимов, а также нормального режима работы в полной схеме сети с учетом наличия продольного реактора с сопротивлением 4,9 Ом, установленного последовательно с КЛ 330 кВ ПС Центральная - ПС Василеостровская.

Анализ результатов этих расчетов показал, что при установке продольного реактора (Х=4,9 Ом) на КЛ 330 кВ ПС Центральная - ПС Василеостровская со стороны ПС Центральная ни в одном из режимов значение токовой нагрузки для рассматриваемых кабельных линий не превосходит предельно допустимые по условию теплового баланса. Особо отметим, что при установке реактора на КЛ 330 кВ ПС Центральная - ПС Василеостровская для КЛ 330 кВ

ПС Василеостровская - ПС Северная также устранена токовая перегрузка во всех возможных рассмотренных наиболее тяжелых для этой линии ПАР. Таким образом, при установке соответствующих продольных токоограничивающих реакторов последовательно с кабельной линией в необходимых точках сети достигается регулирование потоков мощности, протекающих по КЛ, до безопасных пределов для кабеля с заданным сечением ТПЖ.

1200 | 1100 ------ ------- ----п ---—— —1

- щ.......-

900 ...

800 — ......... !

600 500 400 300 --- —— - -- .......—

-

200 100 ___ ........ ■ ........; ___ ____„ __________I

т—1

0123456789 10

X, Ом

Рис. 4. Зависимость тока в КЛ 330 кВ ПС Центральная - ПС Василеостровская с сечением ТПЖ 1400мм' от сопротивления продольного токоограничивающего реактора Кроме этого, для обобщения результатов были построены трехмерные диаграммы, отражающие взаимосвязь токов в различных упомянутых КЛ в энергосистеме Санкт-Петербурга, от изменения значений сопротивлений продольного реактора, установленного на КЛ 330 кВ ПС Центральная - ПС Василеостровская со стороны ПС Центральная, и изменения угла поворота ФПУ в рассмотренных выше режимах работы энергосистемы.

На этих зависимостях по вертикальной оси нанесены значения тока I в КЛ, на горизонтальных осях нанесены значения сопротивлений токоограничивающего реактора X и собственного угла поворота ФПУ а, соответственно. Кроме этого, на всех отмеченных выше зависимостях справа в столбцах приведены для наглядности соответствующие границы интервалов значений токов, указанных на этих рисунках, которые выделены различными цветами.

Для примера па рис.5 приведена зависимость изменения тока / в КЛ 330 кВ ПС Центральная - ПС Василеостровская от изменения угла поворота на ФПУ и и от изменения сопротивления реактора X для ПАР отключения ВЛ 330 кВ ЛАЭС - ПС Восточная и ВЛ 330 кВ ПС Южная - ПС Восточная зимнего максимума нагрузки на уровне 2015 г.

Из рассмотрения этих зависимостей сделан вывод о том, что с точки зрения обеспечения допустимого распределения потоков мощности по внутрисистемным кабельным линиям 330 кВ установка на КЛ 330 кВ ПС Центральная -ПС Василеостровская токоограничивающего реактора сопротивлением Х=4,9 Ом является оптимальной.

И 1500-1550 а 1450-1500 О 1400-1450 а 1 350-1400

□ 1 300-1 350 О 1250-1300 П 1200-1250

□ 1 150-1200

а 1 юо-1150 т Ю50-11 оо Ш Л 000-1050 га Э50-1 ООО Ш 900-950

□ 850-900

□ 800-850 И 750-800 В 700-750 О 650-700 ЕЭ 600-650

град

Рис. 5. Зависимость изменения тока 1 в КЛ 330 кВ ПС Центральная - ПС Василеостровская

от изменения угла поворота на ФПУ а и от изменения сопротивления реактора X, ПАР. Отключены ВЛ 330 кВ ЛАЭС - ПС Восточная и ВЛ 330 кВ ПС Юж ная - ПС Восточная. Зима 2015 г. Максимум нагрузки.

Также для примера на рисунке 6 приведена зависимость изменения тока / в кабельном участке КВЛ 330 кВ ЛАЭС-2 - ПС Приморская от изменения угла поворота на ФПУ а и от изменения сопротивления реактора X для ПАР отключения ВЛ 330 кВ ПС Выборгская - ПС Восточная и ПС Выборгская - Северная ТЭЦ зимнего максимума нагрузки на уровне 2015 г._

............................... iliiii£§ййШШШШШ111 :•Ii;:::: : : • • ШШ:'??; •:'ЩЩ::::::.:: Щ

!

Pili

¡¡¡II

ptliPllll

I

_э -8 -Т -6 -5 -4 -3 -2 -1 О 1 2 3 4 S 6 7 8 9 10

Рис. 6. Зависимость изменения тока I в кабельном участке КВЛ 330 кВ ЛАЭС-2 - ПС Приморская от изменения угла поворота на ФПУ а и от изменения сопротивления реактора X. ПАР. Отключены ВЛ 330 кВ ПС Выборгская - ПС Восточная и ПС Выборгская - Северная ТЭЦ. Зима 2015 г. Максимум нагрузки В работе установлено, что величина перетока мощности по КВЛ 330 кВ ЛАЭС-2 - ПС Приморская практически не зависит от сопротивления токоогра-ничивающсго реактора, установленного па КЛ 330 кВ ПС Центральная - ПС Василеостровская. В основном она определяется изменением угла поворота на ФПУ а. При этом наличие ФПУ на КВЛ 330 кВ ЛАЭС-2 - ПС Приморская по-

зволяет поддерживать во всех рассмотренных режимах переток мощности на уровне 750 МВА, который соответствует максимально допустимому уровню по условию обеспечения теплового баланса кабельного участка этой линии электропередачи. Таким образом, применение ФПУ является эффективным способом регулирования перетоков мощности, а, следовательно, и их ограничения до приемлемого для соответствующей кабельной линии значения.

Кроме этого, из приведенных в работе результатов можно судить о допустимых пределах регулирования угла ФПУ в том или ином режиме с целью обеспечения нормальной эксплуатации всех рассмотренных кабельных линий. Например, для ПАР отключения ВЛ 330 кВ ПС Выборгская - ПС Восточная и ПС Выборгская - Северная ТЭЦ зимнего максимума нагрузки на уровне 2015 г. значение собственного угла поворота на ФПУ а не должно быть меньше, чем 1,5 электрических градусов, в противном случае произойдет токовая перегрузка кабельной вставки КВЛ 330 кВ ЛАЭС-2 - ПС Приморская. При этом для КЛ 330 кВ ПС Центральная - ПС Василеостровская и КЛ 330 кВ ПС Василеостров-ская - ПС Северная благодаря наличию продольного реактора на КЛ 330 кВ ПС Центральная- ПС Василеостровская с сопротивлением 4,9 Ом при любом значении угла поворота на ФПУ а в этом режиме токовых перегрузок наблюдаться не будет.

Показано, что установка продольного токоограничивающего реактора последовательно с КЛ 330 кВ ПС Центральная - ПС Василеостровская сопротивлением 4,9 Ом приводит к более равномерному распределению потоков мощности между КЛ и ВЛ в энергосистеме Санкт-Петербурга во всех рассмотренных режимах.

Установлено, что наличие продольного реактора практически не влияет на уровень потерь в энергосистеме. Более значительно их уровень зависит от изменения собственного угла поворота ФПУ, изменения которого в большей степени определяют равномерность загрузки отдельных элементов сети и распределения потоков мощности в ней. Наибольшее влияние сопротивления продольного токоограничивающего реактора X, установленного последовательно с КЛ 330 кВ ПС Центральная - ПС Василеостровская, на суммарные потери в Ленинградской энергосистеме наблюдается в ПАР отключения ВЛ 330 кВ ЛА-ЭС - ПС Восточная и В Л 330 кВ ПС Южная - ПС Восточная зимнего максимума нагрузки на уровне 2015 г. С ростом угла поворота ФПУ потери в системе растут, при этом большей величине сопротивления реактора соответствуют меньшие потери мощности. Указанное обстоятельство объясняется тем, что в этом режиме при большей величине сопротивления реактора с ростом угла поворота ФПУ происходит более равномерное распределение потоков мощности между имеющимися в системе ВЛ.

В работе показан эффект применения продольных реакторов для снижения уровней токов к.з. В частности, была рассмотрена установка реактора с сопротивлением 4,9 Ом, выбранного по условию ограничения перетоков мощности по КЛ 330 кВ ПС Центральная - ПС Южная до допустимых для кабеля пределов по условиям его тепловой устойчивости в максимально тяжелом для этой линии режиме, однако с целью более глубокого ограничения уровней то-

ков к.з. (особенно однофазных) в рассмотренных точках сети целесообразно применение на этой КЛ продольных реакторов с сопротивлением в диапазоне от 7 до 10 Ом. Особенно важно отметить влияние параметров кабельных линий, определяемых способами заземления экранов одножильных кабелей, на уровни токов к.з. При заземлении экранов всех указанных выше кабельных линий в одной точке даже без реактора наблюдается снижение практически в два раза уровней токов однофазных коротких замыканий. При наличии реактора этот эффект усиливается. Однако, при транспозиции экранов токи /,"' превышают токи /,"'. Это обстоятельство подтверждает вывод, сделанный ранее, о том, что наиболее приемлемым с точки зрения обеспечения минимальной величины токов однофазных коротких замыканий в системах с эффективно заземленной нейтралью, в которых используются однофазные кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена, по сравнению с токами трехфазных коротких замыканий, является вариант заземления экранов в одной точке. Это иллюстрируется данными, приведенными в таблице 1.

Таблица 1

Уровни токов трехфазного и однофазного коротких замыканий на шинах

330 кВ ПС Василеостровская и ПС Центральная

Шины 330 кВ ПС Василео- Шины 330 кВ ПС Цен-

стровская (точка К1) тральная (точка К2)

Ток трех- Ток одно- Ток трех- Ток одно-

Расчетные случаи фазного ко- фазного ко- фазного фазного ко-

роткого за- роткого за- короткого роткого за-

мыкания мыкания замыкания мыкания

, кА /Д кА , кА , (о , кА

Экраны транспони- 56,95 59,56 55,25 56,93

рованы; реактор от-

сутствует

Экраны транспони- 49,24 52,15 45,17 43,83

рованы; реактор при-

сутствует

Экраны заземлены в 56,95 34,95 55,25 33,2

одной точке; реактор

отсутствует

Экраны заземлены в 49,24 32,3 45,17 29,87

одной точке; реактор

присутствует

Укажем следующие возможные допустимые по условиям нормальной эксплуатации варианты выполнения КЛ 330 кВ ПС Центральная - ПС Василеостровская и ее способов прокладки в условиях прохождения трассы линии по территории города Санкт-Петербурга в земле в лотках на средней глубине 1,5 м и на некоторых участках в горизонтальных проколах в полиэтиленовых трубах низкого давления:

1. Сечение ТПЖ одножильных кабелей из СПЭ £„,„. 1400 мм2, сечение медного экрана составляет 240 мм2, фазы линии расположены треугольником, последовательно с линией установлен продольный реактор сопротивлением 4,9 Ом;

2. Сечение ТПЖ одножильных кабелей из СПЭ 5„„„ 1600 мм2, сечение медного экрана составляет 240 мм2, фазы линии расположены в плоскости с расстоянием между осями соседних фаз в 2 •£>„(£,„„„.), реактор не установлен;

3. Сечение ТПЖ одножильных кабелей из СПЭ 5„„ш. 3000 мм", сечение медного экрана составляет 240 мм2, фазы линии расположены треугольником, реактор не установлен.

ВЫВОДЫ

В диссертационной работе на примере комплексного анализа режимов работы перспективной энергосистемы Санкт-Петербурга были получены следующие выводы:

1) в целях практического использования проектными организациям на стадии выбора основного первичного электрооборудования оценены перспективы внедрения и приведены характеристики новых элементов электрооборудования ВН и СВН (КРУЭ, кабелей с изоляцией из СПЭ, сухих токоограничивающих реакторов и др.), применяемых в энергосистемах мегаполисов;

2) для кабельных линий ВН и СВН показаны наиболее предпочтительные способы прокладки и варианты конструктивного исполнения для энергосистемы Санкт-Петербурга; определены основные параметры кабельных линий из СПЭ напряжением 110^-330 кВ (погонные активно-индуктивные сопротивления прямой и нулевой последовательностей, емкостная проводимость, волновое сопротивление и т.д.) для всего спектра выпускаемых кабельной промышленностью сечений ТПЖ в зависимости от способов их прокладки и систем заземления экранов;

3) показано, что из-за значительной зарядной мощности КЛ в условиях энергосистемы Санкт-Петербурга в отдельных точках сети в режимах минимальных летних нагрузок требуется компенсация избыточной реактивной мощности КЛ, например, с помощью шунтирующих реакторов 330 кВ;

4) рассчитаны и приведены номограммы предельно допустимых токов КЛ из СПЭ 330 кВ в зависимости от способов их прокладки и систем заземления экранов КЛ на территории мегаполисов; показано, что максимальная пропускная способность КЛ достигается при расположении ее фаз плоскостью и применении системы заземления экранов одножильных кабелей в одной точке и их транспозиции и при увеличении расстояния между осями фаз значительно увеличивается;

5) предложены мероприятия по ограничению перетоков мощности в ПАР, реализуемым с помощью установки последовательно с КЛ 330 кВ ПС Центральная - ПС Василеостровская продольного токоограничивающего реактора; показано,

что установка такого реактора незначительно влияет на суммарные потери в сети;

6) показано эффективное влияние ФПУ на регулирование потоков мощности по линиям электропередач, в частности, для ограничения перетоков мощности по КВЛ 330 кВ ЛАЭС-2 - ПС Приморская в целях обеспечения их приемлемого уровня для кабельного участка по условиям его тепловой устойчивости;

7) показано благоприятное влияние при определенных условиях КЛ из СПЭ ВН и СВН совместно с токоограничивающими реакторами ВН и СВН на снижение уровней токов к.з.;

8) приведены технико-экономические обоснования различных допустимых способов реализации прокладки КЛ 330 кВ ПС Центральная - ПС Василеост-ровская на основании полной стоимости ее строительства с учетом стоимости соответствующей длины кабеля 330 кВ и стоимости трех фаз продольного реактора с сопротивлением 4,9 Ом;

9) спрогнозировано благоприятное влияние КЛ из СПЭ ВН и СВН на снижение уровня перенапряжений на подстанциях энергосистемы;

10) выполнен анализ воздействующих на новые элементы электросетевого оборудование в процессе эксплуатации специфических коммутационных перенапряжений;

11) определены предельные уровни воздействующих перенапряжений на экраны одножильных кабелей из СПЭ 330 кВ; показана возможность применения в энергосистеме Санкт-Петербурга системы одностороннего заземления экранов для относительно длинных КЛ из СПЭ ВН и СВН;

12) проанализирована проблема защиты изоляции оборудования от перенапряжений традиционных ОРУ, работающего совместно с КРУЭ. Показано, что на ней может иметь существенные ВЧ перенапряжения наносекундного диапазона, наложенные на перенапряжения микросекупдного диапазона;

13) предложен новый аппаратный способ защиты изоляции оборудования традиционных ОРУ, работающего совместно с КРУЭ, от специфических коммутационных перенапряжений;

14) предложена система мероприятий по защите от импульсных и квазистационарных перенапряжений КЛ из СПЭ ВН и СВН.

По теме диссертации опубликованы работы:

1. Кузнецов Д.В., Смоловик C.B. Параметры высоковольтных кабелей с изо-

ляцией из сшитого полиэтилена // Научно-технические ведомости СПбГПУ -2009. №1. С. 11-18

2. Кузнецов Д.В., Монастырский А.Е., Халилов Ф.Х., Шилина H.A. Про-

блемы защиты кабеля 330 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена от перенапряжений // Сборник докладов десятой российской научно-технической конференции по электромагнитной совместимости технических средств и

электромагнитной безопасности, 24.09-26.09.2008. Санкт-Петербург. СПб.: Тип. БИТУ.-2008. С. 57-60

3. Кузнецов Д.В. Перспективы применения комплектных распределительных

устройств с элегазовой изоляцией (КРУЭ) в энергосистемах // Материалы XII Всероссийской конференции по проблемам науки и высшей школы «Фундаментальные исследования и инновации в технических университетах», СПб.: Изд-во СПбГПУ. - 2008. С. 178

4. Кузнецов Д.В., Попова Ю.С., Халилов Ф.Х., Шилина H.A. К вопросу об

эксплуатации силовых кабелей высокого напряжения с изоляцией из сшитого полиэтилена // Электро. - 2009. № 3. С. 30-33.

Лицензия ЛР № 020593 от 07.08.97

Подписано в печать 10.09.2009. Формат 60x84/16. Печать цифровая. Усл. печ. л. 1,0. Уч.-изд. л. 1,0. Тираж 100. Заказ 4824Ь.

Отпечатано с готового оригинал-макета, предоставленного автором, в Цифровом типографском центре Издательства Политехнического университета. 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29. Тел.: (812) 550-40-14 Тел./факс: (812)297-57-76

Введение. 1. Основные тенденции развития электрических систем мегаполисов.

1.1. Современное состояние электрических сетей.

1.2. Специфические особенности электрических систем мегаполисов в современных условиях.

1.3. Новое электрооборудование энергосистем мегаполисов.

1.4. Цели и задачи диссертации.

2. Анализ характерных особенностей новых элементов электросетевого оборудования ВН и СВН энергосистем мегаполисов.

2.1. Характеристики сухих токоограничивающих реакторов ВН и СВН.

2.2. Характеристики ФПУ ВН и СВН.

2.3. Характеристики КРУЭ ВН и СВН.

2.4. Характеристики кабелей с изоляцией из СПЭ ВН и ф СВН.

2.4.1. Пропускная способность KJI из СПЭ ВН и СВН.

2.4.2. Основные параметры KJI из СПЭ ВН и СВН.

2.5. Выводы по главе.

3. Исследование перенапряжений, воздействующих на изоляцию новых элементов электрооборудования ВН и СВН.

3.1. Оценка влияния специфических перенапряжений на изоляцию электрооборудования, устанавливаемого вблизи КРУЭ ВН и

3.2. Оценка перенапряжений, воздействующих на изоляцию KJI из СПЭ ВНиСВН.

3.3. Анализ испытаний изоляции «экран-земля» KJI из СПЭ.

3.4. Исследование системы мероприятий по защите от импульсных и квазистационарных перенапряжений KJI из СПЭ ВН и СВН.

3.5. Выводы по главе.

4. Исследование режимов функционирования смешанной электрической сети мегаполиса на примере энергосистемы Санкт-Петербурга.

4.1. Анализ потокораспределения смешанной электрической сети.

4.2. Оценка мероприятий по оптимизации режимов смешанной электрической сети.

4.3. Оценка баланса реактивной мощности и уровней напряжений в узловых точках смешанной электрической сети.

4.4. Оценка влияния параметров кабельных линий с изоляцией из СПЭ и устройств продольной индуктивной компенсации на уровни токов к.з. на примере энергосистемы Санкт-Петербурга.

4.5. Оценка технико-экономических показателей различных вариантов прокладки кабельной линии 330 кВ ПС Центральная — ПС Василеост-ровская.

4.6. Выводы по главе.

Развитие электроэнергетики, неотъемлемой основной частью которой являются электрические системы и сети, на современном этапе времени невозможно без применения новых видов электрооборудования. В большей степени это относится к сетям ВН и СВН, хотя для сетей средних и низших классов напряжения эта проблема стоит также остро. Ограничимся в данной работе рассмотрением именно сетей ВН и СВН.

Развитие энергосистем крупных мегаполисов происходит в специфических условиях, таких как высокая плотность нагрузки и генерации, ограниченность и крайне высокая.стоимость свободных территорий внутри мегаполиса, необходимых для возведения новых линий электропередач и. подстанций ВН и СВН, ужесточение требований к архитектурному облику существующих и вновь возводимых сетевых объектов, увеличение выбросов промышленных предприятий и автотранспорта мегаполисов, загрязняющих основную изоляцию открыто стоящего электрооборудования станций и подстанций и многие др. Поэтому возникла необходимость в применении таких типов оборудования, которые бы соответствовали большинству из перечисленных выше условий эксплуатации. В частности, таким оборудованием на основе новейших технологий являются элегазовые комплектные распределительные устройства (КРУЭ) [2], используемые в качестве распределительных устройств подстанций, и относительно новый вид силовых высоковольтных кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) [3], используемых вместо воздушных линий электропередач в условиях энергосистем мегаполисов. Практика проектирования сетевых объектов в условиях мегаполисов показывает, что в большинстве случаев сама возможность возведения новых объектов определяется исключительно применением этих типов оборудования. Сети мегаполисов являются смешанными, т.е. такими, в которых наряду с воздушными линиями ВН и СВН существует значительное количество кабельных соответствующих напряжений, количество которых будет увеличиваться.

Естественно, что при применении нового оборудования возникают новые явления в электрических сетях, которых не было ранее [3,4]. Обусловлены они разными причинами, основные из которых заключаются в новых конструктивных особенностях, а как следствие и в новых электрических" параметрах такого оборудования, которое является составной частью любой энергосистемы.

Неизученность влияния параметров нового электрооборудования на режимы функционирования энергосистем и перераспределение потоков мощности в сети, несоответствия нормам режимов напряжения в узлах сети и т.д. может привести к серьезным системным' авариям по причине выхода из строя этого оборудования и в меньшей степени в условиях мегаполисов по причине нарушения статической или динамической устойчивости. Результатом таких аварий являются ограничения электроснабжения потребителей и значительные затраты временных и материальных ресурсов на их устранение.

Примером сказанному могут служить общеизвестные распространенные в средствах массовой информации факты об авариях в Мосэнерго и других энергосистемах, в составе которых соответствующими проектами предусматривались КРУЭ и кабели с изоляцией из СПЭ. К сказанному относится значительное количество пожаров в кабельных линиях ВН и СВН с изоляцией из СПЭ, причиной которых, вероятно, является несоответствие пропускной способности кабельных линий по условию стабильности теплового баланса кабелей протекающим по ним перетокам мощности. Кроме этого не оценено влияние параметров новых элементов электрооборудования на уровни токов коротких замыканий в энергосистемах.

Соответственно, представляется целесообразным и актуальным рассмотрение влияния параметров нового электрооборудования на режимы функционирования энергосистем мегаполисов на примере энергосистемы Санкт-Петербурга.

4:6. Выводы по главе

1. Показано, что из-за значительной- зарядной мощности КЛ в условиях энергосистемы Санкт-Петербурга на КВЛ 330 кВ ЛАЭС-2 - ПС Приморская с длиной кабельного участка 26 км в режимах минимальных летних нагрузок требуется установка средств компенсации избыточной реактивной мощности таких, как шунтирующие реакторы 330 кВ мощностью 100 Мвар с каждой стороны кабельного участка. Кроме этого, определено, что в большинстве случаев в энергосистеме Санкт-Петербурга (что можно распространить и на энергосистемы других мегаполисов), кроме приведенного выше случая, для минимальных режимов нагрузки для лета на уровне 2015 года проблема повышения напряжения в точках примыкания этих линий к системе не представляет опасности благодаря достаточному количеству генераторов станций, обладающих необходимыми диапазонами регулирования реактивной мощности и способными обеспечить баланс реактивной мощности в системе при заданном напряжении.

2. Показано, что в условиях энергосистемы Санкт-Петербурга на основании расчетов режимов ее смешанной сети с учетом полученных характеристик KJI доказано, что в некоторых послеаварийных режимах возможны перегрузки KJI, таких как KJI 330 кВ ПС Центральная — ПС Василеостровская и KJIS 330 кВ ПС Василеостровская — ПС Северная, по причине неравномерной загрузки параллельных BJI и KJI и необходимы мероприятия по ограничению перетоков мощности по этим KJI в таких режимах.

3. Предложены мероприятия по ограничению перетоков мощности в ПАР по указанным KJI, реализуемым с помощью установки последовательно с KJI 330 кВ ПС Центральная - ПС Василеостровская продольного токоограничивающего реактора с сопротивлением 4,9 Ом. Реактор выбран по условию ограничения перетока мощности по этой KJI до предельно допустимого по тепловому режиму и достаточного для ограничения перетока мощности до допустимых пределов по KJI 330 кВ ПС Василеостровская - ПС Северная.

4. Показано влияние ФПУ на регулирование потоков мощности по линиям электропередач, в частности, для ограничения перетоков мощности по KBJI 330 кВ ЛАЭС-2 - ПС Приморская в целях обеспечения их приемлемого уровня для кабельного участка по условиям его тепловой устойчивости.

5. Показано, что установка продольного токоограничивающего и шунтирующего реакторов на КЛ из СПЭ 330 кВ в смешанной сети мегаполисов незначительно влияет на суммарные потери, мощности в ней.

6. Установлено, что наличие продольного токоограничивающего реактора на КЛ из СПЭ 330 кВ^сглаживает неравномерность загрузки КЛ и ВЛ.в смешанной сети Санкт-Петербурга.

7. Оценены на основании вычисленных активно-индуктивных параметров прямой и нулевой последовательностей ЮГ из СПЭ'330 кВ уровни токов трехфазных и однофазных к.з. в энергосистеме Санкт-Петербурга на шинах 330 кВ ПС Центральная и ПС Василеостровская при установке продольного реактора с сопротивлением 4,9 Ом и без него; Установлено, что даже без, использования токоограничивающего реактора, но применяя систему заземления экранов в одной точке для всех КЛ, входящих в состав электрической сети, возможно снижение практически в два раза уровней токов однофазных к.з.

8. Приведены технико-экономические обоснования различных допустимых способов реализации прокладки КЛ 330 кВ ПС Центральная - ПС Василеостровская на основании полной стоимости ее строительства с учетом стоимости соответствующей длины кабеля 330 кВ и стоимости трех фаз продольного'реактора с сопротивлением 4,9 Ом. На'их основе

• получено, что наиболее примлимым является вариант с установкой на линии реактора, позволяющей применить в данном случае кабель из

СПЭ с наименьшим сечением ТПЖ (1400 мм ) и обеспечить наиболее удобный способ прокладки фаз линии треугольником. При этом достигается значительная экономия средств.

9: Выполнен комплексный анализ энергосистемы мегаполиса с учетом новых элементов электросетевого оборудования ВН и СВН, заключающийся в исследовании установившихся режимов системы, уровней токов к.з., ограничения и перераспределения перетоков мощности по внутрисистемным связям.

Заключение

В диссертационной работе на примере комплексного анализа режимов работы перспективной энергосистемы Санкт-Петербурга были получены следующие выводы: ■

1) в целях практического использования проектными организациям на стадии выбора основного первичного электрооборудования оценены перспективы внедрения и приведены характеристики новых элементов электрооборудования ВН и СВН (КРУЭ, кабелей с изоляцией из СПЭ, сухих токоограничи-вающих реакторов и др.), применяемых в энергосистемах мегаполисов;

2) для кабельных линий ВН и СВН показаны наиболее предпочтительные способы прокладки и варианты конструктивного исполнения для энергосистемы Санкт-Петербурга; определены основные параметры кабельных линий из СПЭ напряжением 110+330 кВ (погонные активно-индуктивные сопротивления прямой и нулевой последовательностей, емкостная проводимость, волновое сопротивление и т.д.) для всего спектра выпускаемых кабельной промышленностью сечений ТПЖ в зависимости от способов их прокладки и систем заземления экранов;

3) показано, что из-за значительной зарядной мощности KJI в условиях энергосистемы Санкт-Петербурга в отдельных точках сети в режимах минимальных летних нагрузок требуется компенсация избыточной реактивной мощности KJI, например, с помощью шунтирующих реакторов 330 кВ;

4) рассчитаны и приведены номограммы предельно допустимых токов KJI из СПЭ 330 кВ в зависимости от способов их прокладки и систем заземления экранов КЛ на территории мегаполисов; показано, что максимальная пропускная способность КЛ достигается при расположении ее фаз плоскостью и применении системы заземления экранов одножильных кабелей в одной точке и их транспозиции и при увеличении расстояния между осями фаз значительно увеличивается;

5) предложены мероприятия по ограничению перетоков мощности в ПАР, реализуемым с помощью установки последовательно с KJI 330 кВ ПС Центральная - ПС Василеостровская продольного токоограничивающего реактора; показано, что установка такого реактора незначительно влияет на суммарные потери в сети; *

6) показано эффективное влияние ФПУ на регулирование потоков мощности по линиям электропередач, в частности, для ограничения перетоков мощности по KBJI 330 кВ ЛАЭС-2 - ПС Приморская в целях обеспечения, их приемлемого уровня для кабельного участка по условиям его тепловой устойчивости;

7) показано благоприятное влияние при определенных условиях КЛ из СПЭ I

ВН и СВН совместно с токоограничивающими реакторами ВН и СВН на снижение уровней токов к.з.;

8) приведены технико-экономические обоснования различных допустимых способов реализации прокладки КЛ 330 кВ ПС Центральная - ПС Василео-стровская4на основании полной стоимости ее строительства с учетом стоимости соответствующей длины кабеля 330 кВ и стоимости трех фаз продольного реактора с сопротивлением 4,9 Ом;

9) дано обоснование благоприятного влияния К Л из СПЭ ВН и СВН на снижение уровня перенапряжений на подстанциях энергосистемы;

10) выполнен анализ воздействующих на новые элементы электросетевого оборудование в процессе эксплуатации специфических коммутационных перенапряжений;

11) определены предельные уровни воздействующих перенапряжений на экраны одножильных кабелей из СПЭ 330 кВ; показана возможность применения в энергосистеме Санкт-Петербурга системы одностороннего заземления экранов для относительно длинных КЛ из СПЭ ВН и СВН;

12) проанализирована проблема защиты изоляции оборудования от перенапряжений традиционных ОРУ, работающего совместно с КРУЭ. Показано, что на ней может иметь существенные ВЧ перенапряжения наносекундного диапазона, наложенные на перенапряжения микросекундного диапазона;

13) предложен новый аппаратный способ защиты изоляции оборудования традиционных ОРУ, работающего совместно с КРУЭ, от специфических коммутационных перенапряжений;

14) предложена система мероприятий по защите от импульсных и квазистационарных перенапряжений KJI из СПЭ ВН и СВН.

1. Стратегия развития ЕНЭС на десятилетний период. 2004 г. Утверждена ОАО «ФСК ЕЭС» 25.12.2002.

2. Руководство пользователя по применению комплектного распределительного устройства с элегазовой изоляцией (КРУЭ) на номинальное напряжение 72,5 кВ и выше. CIGRE WG 23-10. Рабочая группа 03 декабрь 1997. С. 82.

3. Канискин В.А., Михасев С.Ю., Троицкий JI.K., Халилов Ф.Х., Ши-лина Н.А. Проблемы внедрения кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена в сети средних классов напряжения // «Электромагнитная совместимость в электроэнергетике», 2007 г.

4. A. Kladt, A., Bittencourt, S., Carvalho, A., Neves, М., Zakhia, W., "Evaluation tool of different substation concepts", VII SEPOPE, Brazil, SP-034, 2000.

5. Положение о технической политике ОАО «ФСК ЕЭС». Москва. 2006 г.

6. Программа комплексного технического перевооружения электрических сетей ОАО «ФСК ЕЭС» на 2004-2012 гг.

7. V.W. Lonmann, R. Brinzer: World's first 800 kV GIS substation (Первая в мире подстанция КРУЭ на 800 кВ). Brown Boveri Rev, 74(1987) 10, 554-564.

8. Кузнецов Д.В., Смоловик С.В. Влияние систем заземления экранов кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена напряжением 110 кВ и 330'кВ на их основные параметры // Научно-технические ведомости СПбГПУ, №1, 2009 г.

9. Carvalho, A., Bosshart, P., Christiansen, U., Guerra, G., Tang, I., Olov-son, H.-E., "Functional specification as driver for technical/economical optimization of substation, CIGRE 2000 Session, WG 23, Paris, 2000

10. Menon, K.V., "Application and advantages of GIS substations in urban areas or highly polluted regions", Publication No. CH-CHHOS 1010 92E, 1992

11. Kopejtkova, Molony, Kobayashi, Welch, «А twenty-five year review of experience with SF6 gas insulated substations (GIS)», CIGRE, Paris, 1992, paper 23-101

12. Ларина Э.Т. Силовые кабели и высоковольтные кабельные линии: Учебник для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиз-дат, 1996.

13. Богородицкий Н.П., Пасынков В.В., Тареев Б.М. Электротехнические материалы: Учебник для вузов. — 7-е из., изд., перераб. и доп. -Л.: Энергоатомиздат, Ленинградское отделение, 1985.

14. Технические условия ТУ 16.К71 273 - 98. Кабели силовые с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 64/110 кВ. 1998 г.

15. Дмитриев М.В:, Евдокунин Г.А. Заземление экранов однофазных силовых кабелей высокого напряжения // «Перенапряжения и надежность эксплуатации электрооборудования», СПб, 2008 г.

16. Костенко М.В., Кадомская К.П., Левинштейн М.Л., Ефремов Н.А., Перенапряжения и защита от них в воздушных и кабельных электропередачах высокого напряжения. Л.: Наука, 1988. - 302 с.

17. Проспекты и инструкции фирмы «АББ Москабель»: «Кабельные системы с изоляцией из сшитого полиэтилена». 2007.

18. Проспекты и инструкции фирмы «Nexans»: «Кабельные системы высокого напряжения 110-500 кВ». 2007.

19. Силовые кабели фирмы Pirelli Cables and Systems Oy. Проспекты, 2005.

20. Международный стандарт. МЭК №60287. 2006 г.

21. Международный стандарт. МЭК №60853. 1989 г.

22. Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах: Учебник для электротехнических и энергетических вузов и факультетов.- М.: «Энергия», 1970.

23. Тиходеев Н.Н. Передача электрической энергии/Под- ред. В.И.Попкова.-2-е изд., перераб. и доп.-JI.: Энергоатомиздат. Ленинград. отд-ние, 1984.-248., ил.

24. Нейман Л.Р., Демирчян К.С. Теоретические основы электротехни-ки.-Л.: Энергия, 1981. Т.2.-391 е., ил.

25. Александров Г.Н., Горелов А.Н., Ершевич В.В. и др. Проектирование линий электропередачи сверхвысокого напряжения/Под ред. Г.Н. Александрова.- 2-е изд., перераб. и доп.-СПб.: Энергоатомиздат. Санкт-Петербургское отд-ние, 1993.-560 е., ил.

26. Веников В.А. Дальние электропередачи, Госэнергоиздат, 1960.

27. Проспекты и инструкции фирмы «Nokian Capacitors». 2006.

28. Архипов Н.А. Расчет токов короткого замыкания, Издательство Министерства Коммунального хозяйства РСФСР, 1954.

29. Костенко Ms В., Богатенков И. М., Михайлов Ю. А., Халилов Ф. X. Заземления в сетях высокого напряжения м средства защиты от перенапряжений. Учебное пособие. Изд. ЛПИ им. М. И. Калинина, Ленинград, 1983.

30. Руководство по защите электрических сетей 6—1150 кВ от грозовых и внутренних перенапряжений. Под научной редакцией Н. Н. Тихо-деева, 2-ое издание, Санкт-Петербург, Изд. ПЭИПК Минтопэнерго РФ, 1999.

31. Техника высоких напряжений. Под редакцией Г. С. Кучинского. Энергоатомиздат, ЛО, Санкт-Петербург, 2003.32'. Техника высоких напряжений / Под редакцией' М. В. Костенко. -М.: Высшая школа, 1973. 528 с.

32. Костенко М. В., Богатенков И. М., Михайлов Ю. А., Халилов Ф. X. Заземления в сетях высокого напряжения м средства защиты от перенапряжений. Учебное пособие. Изд. ЛПИ им. М. И. Калинина, Ленинград, 1983.

33. Костенко М. В., Богатенков И. М., Михайлов Ю. А., Халилов Ф. X. Квазистационарные перенапряжения в энергосистемах. Учебное пособие. Изд. ЛПИ им. М. И. Калинина, Ленинград, 1987.

34. Костенко М. В., Богатенков И. М., Михайлов Ю. А., Халилов Ф. X. Грозозащита подстанций и электрических машин высокого напряжения. Учебное пособие. Изд. ЛПИ им. М. И. Калинина, Ленинград, 1982.

35. Костенко М. В., Богатенков И. М., Михайлов Ю. А., Халилов Ф. X. Коммутационные перенапряжения в энергосистемах. Учебное пособие. Изд. ЛПИ им. М. И. Калинина, Ленинград, 1991.

36. Артемьев Д.Е., Тиходеев Н. Н., Шур С. С. Статистические основы выбора изоляций линий электропередач высших классов' напряжения. Под ред. Н.Н. Щедрина. М.:Энергия, 1965.t

37. V.W. Lonmann, R. Brinzer: World's first 800 kV GIS substation (Пер-вая'в мире подстанция КРУЭ на 800 кВ). Brown Boveri Rev, 74(1987) 10, 554-564.

38. CIGRE Working Group 33/13-09: Very fast transient phenomena associated with gas insulated substations (Рабочая группа GIGRE 33/13-09: Явления сверхбыстрых переходных процессов, связанные с элегазовыми подстанциями). GIGRE, Rep. No.33-13. Paris 1988.

39. L. Niemeyer, L. Ullrich, N. Wiegart: The mechanisms of leader breakdown in electronegative gases (Механизм пробоя с лидером вэлектроотрицательных газах). ШЕЕ Trans, on El. Insulation. Vol. 24, No.2, 1982, 309-324.

40. J. Grandl, A. Enksson, J. Meppelink, K. Frohlich, C.v.d. Mewe: Studies of very fast transients (VFT) in a 765 kV substation (Исследования сверхбыстрых переходных процессов (СПП) в подстанции с напряжением 765 кВ). GIGRE, Rep. О No.33-12. Paris, 1988.

41. J. Meppelink, H. Remde: Electromagnetic compatibility in GIS stations (Электромагнитная совместимость в станциях КРУЭ). Brown Bovery Rev. 73(1986)9, 498-502.

42. Eriksson. К. Н. Week: Simplified procedure for determination lightning overvoltages (Упрощенная процедура определения перенапряжений при молниевом разряде) CIGRE Rep. NO. 33-6, Paris, 1988.

43. К. Frolich, A. Eriksson: Special'phenomena in gas-insulated highvoltage switchgear (Специальные явления в высоковольтных коммутирующих распределительных устройствах с элегазовой изоляцией) e&i. 10/(1990)3,,156-161.

44. Евдокунин. Г.А. Электрические системы и сети. — СПб.: Издательство Сизова М.П., 2004, 304 с.

45. Кузнецов Д.В., Монастырский А.Е., Халилов Ф.Х., Шилина> Н.А. Проблемы защиты кабеля 330 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена от перенапряжений // «Электромагнитная совместимость в электроэнергетике», 2008 г.

46. Халилов Ф.Х. Методика выбора ограничителей перенапряжений в электрических сетях различного класса напряжения: Учебное пособие. СПб: 2006 .- 52 с.

47. Халилов Ф.Х. Методика выбора ограничителей перенапряжений в электрических сетях различного класса напряжения: Учебное пособие. СПб: 2006 .- 52 с.

48. Алиев Ф. Г., Злобинский В. Я., Халилов Ф. X. Проблемы защиты от перенапряжений в системах электроснабжения. Екатеринбург, Терминал Плюс, 2001.

49. Половой И. Ф., Михайлов Ю. А., Халилов Ф. X. Внутренние перенапряжения на электрооборудовании высокого и сверхвысокого напряжения. Энергия, JIO, 1986 г

50. Правила устройства, электроустановок. 7-ое издание, переработанное и дополненное. Москва, 2003.

51. Левинштейн М.Л. Установившиеся режимы, устойчивость и перенапряжения в электрических системах. Л.: Энергия, 1968.-202 с.

52. Маркович И.М. режимы энергетических систем. М., Энергия, 1969.-351 с.

53. Совалов С.А. Режимы Единой энергосистемы. М.: Энергоатомиз-дат, 1983.-384 с.

54. Справочник по проектированию электроэнергетических систем. Энергоатомиздат, Москва, 1985.

55. Веников В.А. Переходные электромеханические процессы в электрических системах: Учебник для электроэнергетич. спец. ВУЗов. Изд. 4-е. М.: Высшая школа, 1985. - 536 с.

56. Горев А.А. Переходные процессы синхронной машины. М., Л.: Госэнергоиздат, 1950. — 551 с.

57. Смоловик С.В. Методы математического моделирования переходных процессов высокоиспользованных и нетрадиционных синхронных генераторов электроэнергетической системы: Дис.докт. техн. наук / Ленингр. политехи, ин-т. — Л., 1988. 420 с.

58. Щербачев О.В. переходные и установившиеся режимы в электрических системах . М.-Л., 1965.

59. Куро Ж. Современные технологии повышения качества электроэнергии при ее передаче и распределении // Новости электротехники, 2005 №1.

60. Веников В.А. Электрические системы. М.: Высшая школа, 1971, Т.2

61. Методические указания по ограничению высокочастотных коммутационных перенапряжений и защите от них электрического оборудования в распределительных сетях 110 кВ и выше. Департамент электрических сетей РАО "ЕЭС России", 1998.

62. Методические указания по применению ограничителей в электрических сетях 110+750 кВ РАО «ЕЭС России». Разработчики ОАО

63. Институт Энергосетьпроект», ОАО ВНИИЭ, НТК «Эл-проект», Москва, 2000 г.

64. ГОСТ «Ограничители перенапряжений нелинейные (ОПН) переменного тока для электрических сетей номинального напряжения от 3 до 750 кВ (общие технические требования и методы испытания)». Проект, М, 2000.

65. Справочник по электрическим установкам высокого напряжения. Под редакцией И. А. Баумштейна и М. В. Хомякова. 2-ое издание, переработанное и дополненное. М. Энергоатомиздат. 1981.