70
Îáîðóäîâàíèå è òåõíîëîãèè
ÈÍÍÎÂÀÖÈÈ ÄËß ÑÅÒÅÂÎÃÎ ÊÎÌÏËÅÊÑÀ
ÏÐÎÃÐÀÌÌÀ ÈÍÍÎÂÀÖÈÎÍÍÎÃÎ ÐÀÇÂÈÒÈß ÈÍÔÐÀÑÒÐÓÊÒÓÐÛ ÑÅÒÅÂÎÃÎ ÊÎÌÏËÅÊÑÀ Â ÎÀÎ «ÌÐÑÊ ÖÅÍÒÐÀ È
ÏÐÈÂÎËÆÜß» — ÎÄÍÎÉ ÈÇ ÊÐÓÏÍÅÉØÈÕ ÝÍÅÐÃÎÊÎÌÏÀÍÈÉ ÑÒÐÀÍÛ — ÀÊÒÈÂÍÎ ÐÅÀËÈÇÓÅÒÑß Ñ 2011 ÃÎÄÀ.
ÍÀÈÁÎËÅÅ ÏËÎÄÎÒÂÎÐÍÛÌ Â ÝÒÎÌ ÏËÀÍÅ ÑÒÀË 2014 ÃÎÄ,  ÊÎÒÎÐÎÌ ÌÐÑÊ ÖÅÍÒÐÀ È ÏÐÈÂÎËÆÜß ÏÎËÓ×ÈËÀ
ÄÅÂßÒÜ ÈÇ ÄÅÂßÒÍÀÄÖÀÒÈ ÈÌÅÞÙÈÕÑß ÍÀ ÑÅÃÎÄÍßØÍÈÉ ÄÅÍÜ ÏÀÒÅÍÒÎÂ È ÑÂÈÄÅÒÅËÜÑÒ ÃÎÑÓÄÀÐÑÒÂÅÍÍÎÉ
ÐÅÃÈÑÒÐÀÖÈÈ ÍÀ ÓÑÒÐÎÉÑÒÂÀ, ÏÐÈÁÎÐÛ È ÊÎÌÏÜÞÒÅÐÍÛÅ ÏÐÎÃÐÀÌÌÛ, ÐÀÇÐÀÁÎÒÀÍÍÛÅ Â ÐÀÌÊÀÕ ÍÈÎÊÐ. ÒÐÈ ÈÇ
ÍÈÕ ÌÛ ÏÎÄÐÎÁÍÎ ÐÀÑÑÌÎÒÐÈÌ Â ÄÀÍÍÎÉ ÑÒÀÒÜÅ.
ÐÀÇÐÀÁÎÒÊÀ ÓÑÒÐÎÉÑÒÂÀ ÌÎËÍÈÅÇÀÙÈÒÛ ÍÀ ÎÑÍÎÂÅ ÌÓËÜÒÈÊÀÌÅÐÍÎÉ
ÑÈÑÒÅÌÛ — ÐÀÇÐßÄÍÈÊ ÌÓËÜÒÈÊÀÌÅÐÍÛÉ ØÔÌÊ-20 ÄËß ÂË 6—20 ÊÂ
ÍÀ ÁÀÇÅ ØÒÛÐÅÂÛÕ ÔÀÐÔÎÐÎÂÛÕ ÈÇÎËßÒÎÐÎÂ È ÈÕ ÌÎÄÈÔÈÊÀÖÈÉ
Ïåðèîä ðåàëèçàöèè: 2012—2014
ãã
.
ÏÐÎÁËÅÌÀÒÈÊÀ È ÀÊÒÓÀËÜÍÎÑÒÜ ÂÎÏÐÎÑÀ
Качество
электроснабжения
большинства
потреби
-
телей
напрямую
зависит
от
надёжности
работы
рас
-
пределительных
воздушных
линий
(
ВЛ
) 6—10
кВ
,
про
-
тяжённость
которых
в
России
превышает
1,2
млн
км
.
Среди
причин
аварий
и
нарушений
на
ВЛ
6—
10
кВ
,
связанных
с
повреждением
изоляторов
,
опор
,
проводов
,
сопровождающихся
однофазными
замыка
-
ниями
на
землю
,
дуговыми
перенапряжениями
,
корот
-
кими
замыканиями
и
автоматическими
отключения
-
ми
,
одной
из
главных
являются
грозовые
воздействия
.
Вследствие
низкого
уровня
импульсной
прочности
линейной
изоляции
ВЛ
6—10
кВ
стали
наиболее
под
-
верженными
грозовым
отключениям
,
поскольку
прак
-
тически
все
перенапряжения
от
прямых
ударов
молнии
и
значительная
часть
индуктированных
перенапряже
-
ний
приводят
к
перекрытиям
изоляции
,
с
большой
ве
-
роятностью
переходящим
в
силовую
дугу
напряжения
промышленной
частоты
.
Поэтому
проблема
повышения
эффективности
гро
-
зозащиты
и
сокращения
числа
отключений
потребите
-
лей
от
источников
электрической
энергии
очень
акту
-
альна
,
и
ей
уделяется
повышенное
внимание
в
энерго
-
системах
.
ÖÅËÈ È ÇÀÄÀ×È
Разрабатываемое
устройство
молниезащиты
воз
-
душных
линий
электропередачи
класса
6—20
кВ
должно
решать
следующие
задачи
:
•
повышение
эффективности
энергообеспечения
по
-
требителей
;
•
повышение
надёжности
ВЛ
при
грозовых
воздей
-
ствиях
;
•
защита
проводов
ВЛ
от
пережога
;
•
защита
оборудования
ПС
от
набегающих
волн
гро
-
зовых
перенапряжений
;
•
облегчение
конструкции
ВЛ
при
оснащении
грозо
-
защитным
оборудованием
;
•
уменьшение
габаритов
строящихся
ВЛ
;
•
минимизация
расходов
и
сокращение
времени
стро
-
ительства
ВЛ
.
ÎÏÈÑÀÍÈÅ ÏÐÎÅÊÒÀ
В
рамках
реализации
проекта
выполнены
следу
-
ющие
работы
:
•
проведены
патентные
исследования
и
составлен
проект
патентной
заявки
;
•
проведён
анализ
публикаций
и
информации
в
области
использования
МКС
для
грозозащиты
ВЛ
6—20
кВ
;
•
проведены
технико
-
экономические
исследования
,
разработаны
технико
-
экономические
обоснования
(
ТЭО
);
•
разработаны
технические
требования
(
ТТ
)
к
ШФМК
-20 (
рис
. 1);
•
разработаны
программы
и
методики
испытаний
;
•
подготовлена
конструкторская
и
техническая
доку
-
ментация
;
•
изготовлена
опытная
партия
для
проведения
испы
-
таний
;
•
проведены
приёмочные
испытания
опытной
партии
;
•
разработана
и
изготовлена
технологическая
ос
-
настка
;
•
подготовлена
эксплуатационная
документация
.
Рис
. 1.
Разрядник
мультикамерный
ШФМК
-20
для
ВЛ
6—20
кВ
ÎÑÍÎÂÍÛÅ ÐÅÇÓËÜÒÀÒÛ
Разработанный
изолятор
-
разрядник
штыревой
фар
-
форовый
с
мультикамерной
системой
гашения
искро
-
вых
разрядов
(
ИРШФМК
)
предназначен
для
эксплуа
-
тации
в
районах
с
умеренным
и
холодным
климатом
(
климатическое
исполнение
УХЛ
,
категории
размеще
-
ния
1
по
ГОСТ
15150).
В
плане
воздействия
климати
-
ческих
факторов
внешней
среды
он
должен
соответ
-
СПЕЦВЫПУСК
,
декабрь
, 2014, www.EEPiR.ru
71
ÏÐÎÁËÅÌÀÒÈÊÀ È ÀÊÒÓÀËÜÍÎÑÒÜ ÂÎÏÐÎÑÀ
При
эксплуатации
линий
электропередачи
требу
-
ется
контроль
состояния
контуров
заземления
опор
.
Если
на
линии
используется
грозозащитный
трос
,
за
-
землённый
на
каждой
опоре
,
это
сделать
затруднитель
-
но
.
Причиной
является
то
,
что
при
выполнении
изме
-
рения
сопротивления
заземления
опоры
на
результаты
влияют
заземления
соседних
опор
.
Для
исключения
этого
влияния
необходимо
при
выполнении
измерений
отсоединять
трос
от
заземляющего
устройства
опоры
,
что
связано
с
существенными
трудностями
как
техни
-
ческого
,
так
и
организационного
характера
.
Существу
-
ющими
приборами
-
аналогами
измерения
производят
-
ся
также
без
отсоединения
грозотроса
,
но
результат
замера
контура
опоры
определяется
путём
перемно
-
жения
полученных
трёх
измерений
по
формуле
,
и
для
замера
используется
схема
из
четырёх
электродов
,
что
является
сложным
и
трудоёмким
процессом
.
Объектом
разработки
является
специализирован
-
ный
прибор
для
измерения
сопротивления
заземля
-
ющих
устройств
опор
воздушных
линий
электропере
-
дачи
без
отсоединения
заземлённого
грозозащитного
троса
.
Прибор
должен
обладать
следующими
достоин
-
ствами
:
•
простота
и
наглядность
используемой
методики
;
•
выполнение
измерений
на
низких
частотах
(
не
бо
-
лее
50
Гц
);
•
возможность
использования
на
любых
типах
опор
;
•
возможность
использования
при
любых
типах
гро
-
зозащитного
троса
(
стальной
,
алюминиевый
,
не
-
сколько
грозозащитных
проводников
и
т
.
д
.);
•
удобство
использования
,
характерное
для
совре
-
менных
микропроцессорных
приборов
;
•
простота
обучения
персонала
методике
выполнения
измерений
.
ÖÅËÈ È ÇÀÄÀ×È
•
Сокращение
числа
грозовых
отключений
ВЛ
,
соот
-
ветственно
приводящее
к
снижению
недоотпуска
электроэнергии
,
за
счёт
использования
прибора
,
ствовать
требованиям
ГОСТ
15150
и
ГОСТ
15543.1.
Изолятор
-
разрядник
предназначен
для
применения
на
ВЛ
с
номинальным
напряжением
6—10
кВ
(
ИРШФМК
-10)
и
20
кВ
(
ИРШФМК
-20).
Наибольшее
длительно
допустимое
рабочее
напряжение
на
ИРШФМК
-10
— 12
кВ
и
на
ИРШФМК
-20 — 24
кВ
.
ÏÐÈÍÖÈÏ ÄÅÉÑÒÂÈß
Разряды
между
промежуточными
электродами
происходят
внутри
ка
-
мер
,
объёмы
которых
весьма
малы
.
При
расширении
канала
дуги
созда
-
ётся
высокое
давление
,
под
действи
-
ем
которого
каналы
искровых
разря
-
дов
между
электродами
перемеща
-
ются
к
поверхности
изоляционного
тела
и
выдуваются
наружу
.
В
Государственном
реестре
полезных
моделей
РФ
10.07.2014
года
зарегистрирован
патент
на
полезную
модель
№
142989 «
Высоковольтный
изолятор
для
высоковольтной
линии
электропередачи
и
высоко
-
вольтная
линия
электропередачи
».
Правообладате
-
ли
—
ООО
«
Стример
Мск
.»
и
ОАО
«
МРСК
Центра
и
Приволжья
» (
рис
. 2).
ÏÅÐÑÏÅÊÒÈÂÛ ÏÐÈÌÅÍÅÍÈß
В
период
с
20.06.2013
по
25.11.2013
на
ВЛ
10
кВ
№
1004
ПС
«
Черкутино
»
Со
-
бинского
РЭС
—
филиала
ОАО
«
МРСК
Центра
и
Приволжья
» — «
Владимир
-
энерго
»
опытную
эксплуатацию
проходи
-
ли
47
ИРШФМК
-10.
За
период
опытной
эксплуатации
ИРШФМК
-10
отключений
ВЛ
во
время
грозы
не
происходило
.
Статистика
отключений
за
период
2010—2013
гг
.
в
грозовой
сезон
(
с
15
апреля
по
15
октября
)
ВЛ
10
кВ
№
1004
ПС
«
Черкутино
»
следующая
: 2010
г
. —
6
отключений
; 2011
г
. — 3
отключения
;
2012
г
. — 5
отключений
; 2013
г
. (
май
) —
2
отключения
.
Протоколом
от
25.11.2013
г
.
результа
-
ты
опытной
эксплуатации
ИРШФМК
-10
признаны
положительными
,
и
рекомен
-
довано
применение
данного
изолятора
-
разрядника
в
электрических
сетях
6; 10; 20
кВ
.
В
2014
году
отключений
ВЛ
№
1004
во
время
грозового
сезона
также
не
происходило
.
Ó×ÀÑÒÍÈÊ ÏÐÎÅÊÒÀ
ООО
«
Стример
Мск
.»,
г
.
Москва
.
Ðàçðàáîòêà è èçãîòîâëåíèå îïûòíî-êîíñòðóêòîðñêîãî îáðàçöà
ïðèáîðà äëÿ èçìåðåíèÿ ñîïðîòèâëåíèÿ ðàñòåêàíèþ òîêà
çàçåìëÿþùåãî óñòðîéñòâà îïîð ÂË 110 ê áåç îòñîåäèíåíèÿ
ãðîçîçàùèòíîãî òðîñà («ÌÈÑÎ-1»)
Ïåðèîä ðåàëèçàöèè: 2011— 2013
ãã
.
Рис
. 2.
Патент
на
полезную
модель
ШФМК
-20
для
ВЛ
6—20
кВ
72
Îáîðóäîâàíèå è òåõíîëîãèè
позволяющего
точно
и
быстро
определять
сопротивления
за
-
земления
опор
ВЛ
для
того
,
чтобы
адекватно
планировать
ремонт
заземляющих
контуров
опор
.
•
Увеличение
производитель
-
ности
труда
электромонтёров
служб
ВЛ
при
выполнении
из
-
мерений
на
ВЛ
.
ÎÏÈÑÀÍÈÅ ÏÐÎÅÊÒÀ
В
рамках
реализации
проекта
были
выполнены
следующие
эта
-
пы
работ
:
•
информационно
-
патентный
по
-
иск
;
•
лабораторные
исследования
;
•
разработка
технологических
,
технических
,
схемных
и
алго
-
ритмических
решений
по
по
-
строению
прибора
измерения
сопротивления
растеканию
тока
заземляющих
устройств
опор
ВЛ
;
•
разработка
проекта
техниче
-
ских
требований
(
ТТ
)
к
при
-
бору
и
методике
выполнения
измерений
и
интерпретации
результатов
;
•
технико
-
экономическое
обо
-
снование
внедрения
результата
проекта
;
•
разработка
конструкторской
документации
и
создание
опытного
образца
.
ÏÅÐÑÏÅÊÒÈÂÛ ÏÐÈÌÅÍÅÍÈß
Измерительный
прибор
«
МИСО
-1» (
рис
. 3)
может
при
-
меняться
в
электроэнергетике
и
предназначен
для
измерения
сопротивления
заземле
-
ния
опор
ВЛ
35—220
кВ
в
полевых
условиях
(
рис
. 4).
В
настоящий
момент
осущест
-
вляется
опытно
-
промышленная
эксплуатация
(
ОПЭ
) «
Устройства
для
измерения
сопротивления
за
-
земления
без
отсоединения
грозо
-
троса
».
Новым
устройством
вы
-
полнены
замеры
на
пяти
опорах
110
кВ
с
отсоединением
грозотроса
и
без
отсоединения
.
Так
же
прове
-
дены
замеры
на
пяти
опорах
110
кВ
тем
и
другим
прибором
без
отсо
-
единения
грозотроса
.
Результаты
10
измерений
сравнивали
с
заме
-
рами
,
проведёнными
прибором
MRU-101.
Аналогичный
прибор
(MRU-101)
показывает
различные
результаты
при
присоединённом
грозотросе
и
отсоединённом
.
Изме
-
рения
новым
устройством
полно
-
стью
исключают
влияние
соседних
опор
через
грозотрос
на
результат
замера
.
Прибором
MRU-101
расчёт
сопротивления
контура
заземления
опоры
,
выполненный
по
специаль
-
ной
методике
,
показывает
значение
на
40%
ниже
,
чем
при
прямом
за
-
мере
контура
опоры
.
Промежуточные
итоги
ОПЭ
по
-
казывают
преимущество
нового
устройства
в
сравнении
с
существу
-
ющим
аналогом
(
в
1,5
раза
быстрее
делается
замер
,
замеры
с
отсоеди
-
нённым
грозотросом
и
без
отсое
-
динения
показывают
одинаковый
результат
).
Опытно
-
промышленная
эксплуатация
устройства
заверша
-
ется
30
декабря
2014
года
.
Ó×ÀÑÒÍÈÊ ÏÐÎÅÊÒÀ
Федеральное
государственное
бюджетное
образовательное
уч
-
реждение
высшего
профессионального
образования
«
Вятский
государственный
университет
».
ÏÐÎÁËÅÌÀÒÈÊÀ È ÀÊÒÓÀËÜÍÎÑÒÜ ÂÎÏÐÎÑÀ
В
большинстве
существующих
систем
мониторин
-
га
анализ
данных
о
параметрах
режима
работы
транс
-
форматора
направлен
на
оценку
его
срока
службы
.
Проблемы
определения
допустимости
кратковремен
-
ных
перегрузок
и
прогнозирования
изменения
темпе
-
ратуры
верхних
слоёв
масла
,
скорости
старения
изо
-
ляции
при
кратких
и
быстропеременных
режимах
в
существующих
системах
контроля
трансформаторов
не
решены
.
ÑÎÇÄÀÍÈÅ ÏÐÎÃÐÀÌÌÍÎÃÎ ÏÐÎÄÓÊÒÀ
ÏÎ ÐÀÑ×ÅÒÓ ÄÎÏÓÑÒÈÌÎÉ ÄËÈÒÅËÜÍÎÑÒÈ ÏÅÐÅÃÐÓÇÊÈ ÑÈËÎÂÛÕ
ÒÐÀÍÑÔÎÐÌÀÒÎÐÎÂ Â ÏÎÑËÅÀÂÀÐÈÉÍÛÕ ÐÅÆÈÌÀÕ
Ïåðèîä ðåàëèçàöèè: 2011—2013
ãã
.
Рис
. 3. «
МИСО
-1»
Рис
. 4.
Процесс
замера
при
помощи
прибора
СПЕЦВЫПУСК
,
декабрь
, 2014, www.EEPiR.ru
73
ÏÅÐÑÏÅÊÒÈÂÛ ÏÐÈÌÅÍÅÍÈß
Анализ
результатов
измерений
и
расчётов
позво
-
ляет
сделать
вывод
,
что
разработанный
программный
продукт
адекватно
моделирует
тепловые
процессы
в
трансформаторах
с
масляным
охлаждением
.
Разработанная
программа
использует
информацию
,
поступающую
через
ОИК
-
диспетчер
,
и
может
исполь
-
зоваться
в
оперативно
-
диспетчерских
подразделениях
как
инструмент
оценки
нагрузочной
способности
ра
-
ботающего
трансформатора
.
В
настоящий
момент
осуществляется
опытно
-
промышленная
эксплуатация
(
ОПЭ
)
данного
про
-
граммного
продукта
на
26
ПС
110/35/6
кВ
филиала
«
Кировэнерго
».
Всего
в
программный
комплекс
за
-
ведена
информация
по
52
трансформаторам
,
в
том
числе
на
5
трансформаторах
установлены
измерите
-
ли
—
сигнализаторы
температуры
(
ИСТ
),
с
которых
информация
по
температуре
верхних
слоёв
масла
поступает
в
ДС
ЦУС
и
сравнивается
с
рас
-
чётной
температу
-
рой
.
Срок
ОПЭ
уста
-
новлен
до
мая
2015
года
,
в
конце
кото
-
рого
будет
сделано
заключение
о
работе
программы
.
Ó×ÀÑÒÍÈÊ
ÏÐÎÅÊÒÀ
Федеральное
госу
-
дарственное
бюджет
-
ное
образовательное
учреждение
высшего
профессионального
образования
«
Вят
-
ский
государствен
-
ный
университет
».
ÖÅËÈ È ÇÀÄÀ×È
Создание
специализированной
компьютерной
про
-
граммы
для
определения
длительности
и
кратности
безопасной
перегрузки
трансформатора
с
учётом
мак
-
симально
возможного
количества
влияющих
факторов
:
данных
(
архивов
)
телеизмерений
с
объектов
,
графика
нагрузки
непосредственно
перед
аварийным
режимом
,
температуры
охлаждающей
среды
и
др
.
ÎÏÈÑÀÍÈÅ ÏÐÎÅÊÒÀ
В
процессе
реализации
проекта
выполнены
следу
-
ющие
работы
:
•
анализ
существующих
расчётно
-
аналитических
программ
для
режимов
эксплуатации
трансформа
-
торного
оборудования
,
для
формирования
расчёт
-
ных
алгоритмов
программного
комплекса
опреде
-
лена
номенклатура
исполнений
трансформаторов
;
•
технико
-
экономическое
обоснование
внедрения
программного
продукта
;
•
разработаны
алгоритм
определения
допустимого
времени
работы
трансформатора
при
заданном
ко
-
эффициенте
перегрузки
и
процедура
расчёта
мак
-
симально
возможной
нагрузки
трансформатора
при
имеющихся
условиях
охлаждения
.
Построена
мо
-
дель
тепловых
процессов
силового
трансформатора
с
масляной
системой
охлаждения
в
соответствии
с
ГОСТ
14209-97.
Создан
макет
программы
;
•
разработан
программный
продукт
для
расчёта
до
-
пустимой
длительности
перегрузки
силовых
транс
-
форматоров
в
послеаварийных
режимах
(
рис
. 5).
Рис
. 5.
Главное
окно
программы
Рис
. 6.
Тестовые
испытания
программа
проходила
на
ПС
«
Октябрьская
»
филиала
«
Кировэнерго
»
Рис
. 7.
Свидетельство
о
государственной
регистрации
программы
ÎÑÍÎÂÍÛÅ ÐÅÇÓËÜÒÀÒÛ
Разработанная
программа
может
быть
интегрирова
-
на
в
работу
«
ОИК
Диспетчер
»
и
способна
как
полу
-
чать
,
так
и
сохранять
информацию
в
этом
оперативно
-
информационном
комплексе
.
Интуитивно
понятный
графический
интерфейс
программы
позволяет
его
ис
-
пользование
без
дополнительного
обучения
персонала
.
В
процессе
разработки
программа
прошла
тесто
-
вые
испытания
в
ПО
«
Северные
электрические
сети
»
филиала
«
Кировэнерго
»
на
двух
трансформаторах
ТДН
-16000/110
подстанции
«
Октябрьская
».
Сравнение
результатов
расчётов
и
измерений
температуры
масла
в
верхних
слоях
позволяет
сделать
вывод
о
достаточно
высокой
точности
определения
параметров
темпера
-
турного
режима
трансформатора
(
рис
. 6).
В
Федеральной
службе
интеллектуальной
соб
-
ственности
РФ
зарегистрировано
свидетельство
о
государственной
регистрации
программы
для
ЭВМ
№
2013661658 «
Прогноз
допустимой
перегрузки
сило
-
вых
масляных
трансформаторов
».
Правообладатель
—
ОАО
«
МРСК
Центра
и
Приволжья
» (
рис
. 7).
Оригинал статьи: Инновации для сетевого комплекса. МРСК Центра и Приволжья
Программа инновационного развития инфраструктуры сетевого комплекса в ОАО «МРСК Центра и Приволжья» — одной из крупнейших энергокомпаний страны — активно реализуется с 2011 года. Наиболее плодотворным в этом плане стал 2014 год, в котором МРСК Центра и Приволжья получила девять из девятнадцати имеющихся на сегодняшний день патентов и свидетельств государственной регистрации на устройства, приборы и компьютерные программы, разработанные в рамках НИОКР. Три из них мы подробно рассмотрим в данной статье.
