ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ/12.Автоматизированные системы управления на производстве.

Д.т.н., профессор Бейсенби М.А., докторант PhD Булатбаева Ю.Ф., докторант PhD Закарина А.Ж.

Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева, Казахстан

Системы контроля и мониторинга линий электропередач

Протяжённость высоковольтных линий электропередач в Республике Казахстан превышает 23 тыс. км, причем их большая часть пролегает вне населённых пунктов. Любая авария, на высоковольтных линиях (ВЛ), связанная с пробоями изоляции, обрывом токоведущих проводов, падением опор, приводит к перебоям электроснабжения целых регионов республики. С учетом того, что ВЛ 110- 500 кВ являются стратегическими для системы электроэнергетики Казахстана, ущерб от аварий на линиях электропередач (ЛЭП) значителен.

Для увеличения эффективности передачи электроэнергии и уменьшения потерь необходимо разрабатывать и устанавливать системы контроля и мониторинга ЛЭП. Они не только смогут обеспечить повышение надежности транспорта электроэнергии, но и уменьшить расходы на обслуживание линий электропередачи за счет полученных точных данных при возникновении аварийных ситуаций.

Мониторинг погодных условий вдоль линий электропередачи. На ЛЭП постоянно оказывают воздействие погодные условия. Температура, осадки, атмосферное давление, влажность, а также скорость и направление ветра являются важными параметрами, измерение которых необходимо для мониторинга погодных условий для ЛЭП. Знание текущей погодной ситуации вдоль линии электропередачи позволяет уменьшить количество отключений энергии. Датчики и системы слежения за погодными условиями должны располагаться вдоль ЛЭП. Энергетическим компаниям требуются достоверные
метеорологические данные для эффективного управления работой
электросетей. Для контроля могут использоваться как полные метеорологические станции, работающие в автономном режиме, так и просто набор дистанционных датчиков, смонтированных на опорах [1].

Состояние проводов и изоляции ЛЭП. В процессе эксплуатации может происходить повреждение и износ проводов, а также загрязнение и пробой изоляторов. Традиционно контроль состояния подвесных изоляторов ВЛ осуществляется путём периодических испытаний повышенным напряжением, измерения сопротивления, контроля распределения напряжения по многоэлементным конструкциям подвесных изоляторов, а также их визуального осмотра. Недостаточная эффективность этих методов заключается в трудоемкости, повышенной опасности и необходимости для ряда методов отключения оборудования от источника электроэнергии. Для некоторых видов стержневых изоляторов – стеклянного или полимерного типов (получивших наибольшее распространение в Казахстане) обнаружение дефектов ВЛ (мест перекрытия, повреждения проводов, арматуры и др.) используются методы контроля, основанные на визуальном осмотре конструкции. В настоящее время также используются дистанционные бесконтактные методы профилактического контроля изоляторов с применением электронно-оптических дефектоскопов. При существующих методах отсутствует возможность выявления случаев ухудшения изоляции или некондиционных изоляторов на ранней стадии их эксплуатации. Информативными и доступными для измерения параметрами, эффективно характеризующими состояние изоляции, являются токи утечки. При этом целесообразно разработать автоматическую систему контроля и мониторинга состояния подвесных изоляторов, основанную на измерении токов утечки с периодической передачей информации на диспетчерский пункт о состоянии изоляторов всех опор ВЛ [2].

Гололедные аварии на воздушных линиях являются одними из самых тяжелых и трудно устранимых из-за зимнего бездорожья, мерзлого грунта и разбросанности по линии одновременно пораженных участков. Гололедные аварии на воздушных линиях, как правило, имеют массовый характер и приносят большой экономический ущерб. Выявлено влияние гололедных отложений на работоспосбность высокочастотной связи по линиям электропередачи. До 30% аварийных отключений ВЛ происходят из-за воздействия экстремальных природно-климатических факторов. В результате воздействия гололедно-изморозевых отложений на токоведущих проводах и грозотросе возникает обрыв проводов, механическое разрушение подвесных изоляторов и ухудшение их изоляционных свойств. Наличие гололеда можно определить при оценке совокупности данных, полученных от метеодатчиков, тензодатчиков подвеса и акселерометров. Раннее обнаружение гололеда на проводах ВЛ и своевременное его устранение являются насущными задачами энергоснабжающих организаций. Для передачи данных о состоянии изоляции и о наличии гололеда необходимо разработать систему обработки и передачи информации с опор в центральный диспетчерский пункт [2].

Современный уровень развития программно-аппаратных средств автоматики обеспечивает возможность создания дистанционных систем контроля, с передачей информации по радиоканалам, однако разработки в области создания распределенных систем передачи информации вдоль высоковольтных линий электропередач, отсутствуют. Для обеспечения непрерывного измерения состояния изоляции высоковольтных изоляторов и обледенения токоведущих проводов требуется разработка специализированных датчиков-индикаторов, ориентированных на применение в рамках существующих конструкций линий электропередач [2].

Литература:

1. А. Самарин, В. Масалов. Современные технологии мониторинга воздушных электросетей ЛЭП. // Control Engineering . – 2013 –№ 3(45)–С. 88-94.

2 И.В. Брейдо. Разработка распределенных программно – технических комплексов защит и диагностики элементов высоковольтных линий электропередач. // Отчет о научно-исследовательской работе. – Караганда. – 2014.