Потери от токов утечки по изоляторам воздушных линий: таблицы норм, от длины

В соответствии с ПУЭ, минимальная длина пути тока утечки по изоляторам нормируется в зависимости от степени загрязненности атмосферы (СЗА). Установлено семь уровней СЗА: к районам с первым уровнем СЗА отнесены леса, тундра, болота, луга с незасоленными почвами, не попадающие в зону влияния промышленных и природных источников загрязнения; к районам со вторым уровнем СЗА – районы со слабозасоленными почвами и сельскохозяйственные районы, в которых применяются химические удобрения и химическая обработка посевов; к районам с третьим – седьмым уровнями СЗА – районы с промышленными источниками загрязнения различной интенсивности, зависящей от расстояния от источника, характера и объемов производства.

Соотношение уровней СЗА может быть охарактеризовано относительными значениями минимальной длины пути тока утечки по гирлянде изоляторов, приведенными в табл. 2.13 (за единицу приняты значения для первого уровня СЗА).

Таблица 2.13

Относительные значения минимальной длины пути тока утечки для различных уровней СЗА

В соответствии с данными табл. 2.13 при увеличении уровня СЗА должно быть соответственно увеличено число изоляторов в гирлянде. Их отношение для различных уровней СЗА (табл. 2.14) приблизительно соответствует отношениям табл. 2.13 – для линий напряжением 110 кВ и выше число изоляторов в гирлянде в районе с седьмым уровнем СЗА больше, чем в первом в 2,5 раза, а для линий напряжением 6–35 кВ – в 2 раза. Значения напряжения, приходящегося на один изолятор линий, приведены в табл. 2.15. 86

Таблица 2.14

Среднее число изоляторов на опорах ВЛ при различных уровнях СЗА

В нормальном эксплуатационном режиме по изоляторам течет так называемый фоновый ток утечки. Специфика процесса протекания фонового тока состоит в том, что его увеличение приводит к подсушиванию увлажненной поверхности изоляторов и последующему увеличению их сопротивления, в результате чего ток стабилизируется на определенном уровне. По оценкам специалистов ОАО «НИИПТ», длительный фоновый ток в условиях увлажнения изоляторов колеблется в диапазоне 0,5–1 мА. Эта оценка подтверждается имеющимися исследованиями [3], в которых приведены результаты измерения потерь мощности на гирлянде изоляторов линии 110 кВ для различных видов погоды и степени загрязненности изоляторов в режиме фонового тока (табл. 2.16).

Таблица 2.16

Потери мощности в гирлянде изоляторов линии 110 кВ

Приведенные значения фонового тока справедливы для линий любого напряжения, так как с ростом номинального напряжения количество изоляторов в гирлянде увеличивается практически пропорционально напряжению.

В ПУЭ установлено четыре степени загрязнения (СЗ) изоляторов, обусловленного естественными и промышленными источниками загрязнения атмосферы. Данные табл. 2.16 могут быть отнесены, соответственно, к 1, 2 и 3 СЗ. По влиянию на токи утечки виды погоды могут быть объединены в 3 группы: 1 группа – хорошая погода с влажностью менее 90 %, сухой снег, изморозь, гололед; 2 группа – дождь, мокрый снег, роса и хорошая погода с влажностью 90 % и более; 3 группа – туман. Преобразованные в соответствии с этим данные табл. 16 представлены в табл. 2.17.

Таблица 2.17

Потери мощности в гирлянде изоляторов линии 110 кВ, приведенные к расчетным условиям

Как было отмечено выше, фоновый ток утечки является саморегулирующимся, поэтому его значение не зависит от напряжения 88 линии, а потери мощности на линии любого напряжения могут быть определены по формуле, кВт/км:

Используя данные о среднем числе опор на 1 км линий напряжением 6–20 кВ – 13 шт.; 35 кВ – 8 шт.; 60 кВ – 6 шт.; 110 – 4 шт.; 154 кВ – 3,3 шт.; 220–750 кВ – 2,5 шт., получим удельные потери мощности, приведенные в табл. 2.18.

Таблица 2.18

Удельные потери мощности от токов утечки по изоляторам воздушных линий

Подавляющее большинство (92 %) ВЛ в России проходит по территориям с первой СЗ, около 6 % – второй и порядка 2 % – третьей. Протяженность ВЛ, эксплуатируемых в условиях четвертой СЗ, пренебрежимо мала. Поэтому в практических расчетах потерь мощности от токов утечки по сетевой организации в целом могут использоваться обобщенные значения (без районирования территории по СЗ), полученные на основании приведенных цифр по формуле ?Р = 0,92 ?Р1 + 0,06 ?Р2 + 0,02 ?Р3 , где 1, 2, 3 – СЗ изоляторов. Обобщенные данные приведены в последних строках табл. 2.18 для каждой группы видов погоды.

Потери электроэнергии от токов утечки определяют на основе данных, приведенных в табл. 2.18, и продолжительности видов погоды в течение расчетного периода. При отсутствии последних годовые потери электроэнергии могут быть определены по табл. 2.19 в зависимости от расположения линии в одном из указанных выше регионов.

Таблица 2.19

Удельные потери электроэнергии от токов утечки по изоляторам ВЛ