Интеллектуальная система плавки гололеда на проводах и грозозащитных тросах воздушных линий электропередачи ПАО «МРСК Юга»

Page 1
background image

Page 2
background image

72

В

 

общем

 

виде

 

обозначены

 

проблемы

 

при

 

борьбе

 

с

 

гололедно

-

ветровыми

 

нагрузками

 

на

 

ВЛ

 

в

 

осенне

-

зимний

 

период

 

в

 

элек

-

трических

 

сетях

 

ПАО

 «

МРСК

 

Юга

». 

Авторами

 

предложена

 

интеллектуальная

 

система

 

плавки

 

гололеда

 

на

 

проводах

 

и

 

грозозащитных

 

тросах

 

воздушных

 

линий

 

электропередачи

 

с

 

использованием

 

универсальной

 

установки

 

плавки

 

гололеда

 

с

 

тиристорным

 

коммутатором

произведено

 

ее

 

сравнение

с

 

общепринятыми

 

способами

 

и

 

установками

 

плавки

 

гололеда

также

 

показана

 

эффективность

 

ее

 

применения

 

на

 

ВЛ

 35, 110 

кВ

 

филиала

 

ПАО

 «

МРСК

 

Юга

» — «

Ростовэнерго

».

Интеллектуальная 
система плавки 
гололеда на проводах 
и грозозащитных тросах
воздушных линий 
электропередачи
ПАО «МРСК Юга»

УДК

 621.3.051.025

Левченко

 

И

.

И

.,

д

.

т

.

н

., 

профессор

научный

 

руководитель

 

ООО

 «

ТМК

-

Центр

»

Гончаров

 

П

.

В

.,

заместитель

 

генерального

 

директора

 — 

главный

 

инженер

 

ПАО

 «

МРСК

 

Юга

»

Сацук

 

Е

.

И

.,

д

.

т

.

н

., 

доцент

начальник

 

службы

 

ВПРА

 

АО

 «

СО

 

ЕЭС

»

Шовкопляс

 

С

.

С

.,

инженер

ассистент

 

кафедры

 «

Электри

-

ческие

 

станции

 

и

 

электроэнергетические

 

системы

» 

энергетического

 

факультета

ФГБОУ

 

ВО

 

ЮРГПУ

 (

НПИ

)

ОБЩИЕ

 

СВЕДЕНИЯ

 

О

 

ПЛАВКЕ

 

ГОЛОЛЕДА

Опыт

 

эксплуатации

 

электриче

-

ских

 

сетей

 

показывает

что

 

голо

-

ледно

-

ветровые

 

аварии

 

на

 

ВЛ

 

относятся

 

к

 

числу

 

наиболее

 

тя

-

желых

могут

 

дезорганизовать

 

электроснабжение

 

больших

 

эко

-

номических

 

районов

 

регионов

 

РФ

Вопрос

 

предотвращения

 

го

-

лоледно

-

ветровых

 

аварий

 

на

 

ВЛ

 

актуален

 

и

   

для

 

филиалов

 

ПАО

 

«

МРСК

 

Юга

» — «

Ростовэнер

-

го

», «

Волгоградэнер

 

го

» 

и

  «

Калм

-

энерго

». 

Следует

 

отметить

 

суще

-

ственный

 

экономический

 

ущерб

 

от

 

гололедно

-

ветровых

 

аварий

 

на

 

ВЛ

 «

Ростовэнерго

» 

в

 

осенне

-

зим

-

ние

 

периоды

  (

ОЗП

): 2004–2005, 

2010–2011 

и

 2012–2013.

В

 

настоящее

 

время

 

для

 

пред

-

от

 

вращения

 

гололедно

-

ветровых

 

аварий

а

 

также

  «

пляски

» 

прово

-

дов

 

на

 

ВЛ

основным

 

эффектив

-

ным

 

мероприятием

 

является

 

орга

-

низация

 

системы

 

плавки

 

гололеда

 

(

СПГ

на

 

проводах

 

и

 

грозозащит

-

ных

 

тросах

 

ВЛ

 

с

 

прогнозировани

-

Ключевые

 

слова

:

гололедообразование

плавка

 

гололеда

инновация

система

 

прогнозирования

раннего

 

обнаружения

 

и

 

контроля

 

гололедо

-

образования

интеллектуальная

 

система

 

плавки

 

гололеда

удлинитель

технико

-

экономический

 

эффект

Keywords:

glaze formation, ice melting, innovation, 
system for forecasting, early detecting
and control of ice formation, intelligent ice 
melting system, extension cord, technical-
and-economic ef

 ciency

в

о

з

д

у

ш

н

ы

е

 л

и

н

и

и

воздушные линии


Page 3
background image

73

ем

ранним

 

обнаружением

 

и

 

кон

-

тролем

 

гололедообразования

 

на

 

ВЛ

что

 

подтверждено

 

опытом

 

экс

-

плуатации

 

электрических

 

сетей

 

и

 

отражено

 

в

 

нормативно

-

техни

-

ческих

 

документах

 

и

 

учебной

 

ли

-

тературе

 [1–5]. 

В

 

положении

 

ПАО

 

«

Россети

» «

О

 

единой

 

технической

 

политике

 

в

 

электросетевом

 

ком

-

плексе

» 

в

 

п

. 7.10 

и

 

в

 

Правилах

 

устройства

 

электроустановок

 7-

го

 

издания

 

в

 

п

. 2.5.16 

указано

что

:

 

вновь

 

сооружаемые

рекон

-

струируемые

 

и

 

эксплуатируе

-

мые

 

ВЛ

проходящие

 

в

 

районах

 

с

 

толщиной

 

стенки

 

гололеда

 

25 

мм

 (IV 

район

и

 

выше

а

 

так

-

же

 

с

 

частыми

 

образованиями

 

гололеда

 

и

 

изморозевых

 

отло

-

жений

 

в

 

сочетании

 

с

 

сильными

 

ветрами

в

 

районах

 

с

 

частой

 

и

 

интенсивной

  «

пляской

» 

про

-

водов

необходимо

 

оснащать

 

(

преимущественно

управляе

-

мыми

 

установками

 

плавки

 

гололеда

 

на

 

проводах

 

и

 

грозо

-

защитных

 

тросах

 

постоянным

 

(

в

 

том

 

числе

 

импульсным

током

;

 

при

 

технико

-

экономическом

 

об

-

основании

 

применение

 

авто

-

матизированных

 

систем

 

ран

-

него

 

обнаружения

 

гололедоо

-

бразования

 

и

 

распределенного

 

контроля

 

температуры

 

оптиче

-

ского

 

волокна

 

при

 

плавке

 

голо

-

леда

 

на

 

грозозащитном

 

тросе

 

и

 

фазном

 

проводе

 

со

 

встро

-

енным

 

волоконно

-

оптическим

 

кабелем

 

и

 

непосредственного

 

контроля

 

температуры

 

прово

-

да

 

при

 

плавке

 

гололеда

;

 

для

 

сетевых

 

предприятий

у

 

ко

-

торых

 

свыше

 50% 

ВЛ

 

проходят

 

в

 

указанных

 

районах

рекомен

-

дуется

 

разрабатывать

 

общую

 

схему

 

плавки

 

гололеда

;

 

на

 

ВЛ

 

с

 

плавкой

 

гололеда

 

долж

-

но

 

быть

 

организовано

 

наблю

-

дение

 

за

 

гололедом

при

 

этом

 

предпочтительно

 

применение

 

сигнализаторов

 

появления

 

гололеда

 

и

 

устройств

 

контроля

 

окончания

 

плавки

 

гололеда

.

Авторами

 

рекомендуется

 

орга

-

низовывать

 

плавку

 

и

 

в

 III 

районе

 

по

 

гололеду

 

при

 

наличии

 

ВЛ

по

-

строенных

 

по

 

нормативным

 

до

-

кументам

 

с

 

учетом

 5–10-

летней

 

повторяемости

а

 

также

 

отдает

-

ся

 

предпочтение

 

применению

 

сигнализаторов

 

с

 

программным

 

обес

 

печением

позволяющим

 

про

-

гнозировать

 

гололедно

-

ветровые

 

нагрузки

 

в

 

зависимости

 

от

 

метео

-

условий

 

и

 

времени

 

суток

опреде

-

лять

 

начало

скорость

 

нарастания

 

гололедообразования

 

и

 

фиксиро

-

вать

 

сброс

 

гололеда

тем

 

самым

 

предупреждать

 

об

 

окончании

 

про

-

цесса

 

плавки

.

В

 

электрических

 

сетях

 

для

 

пре

-

дотвращения

 

гололедно

-

ветровых

 

аварий

 

на

 

ВЛ

 

напряжением

 110 

кВ

 

и

 

ниже

 

применяется

в

 

основном

плавка

 

гололеда

 

переменным

 

током

а

 

на

 

ВЛ

 220 

кВ

 

и

 

выше

 — 

постоянным

 

от

 

установок

 

плавки

 

гололеда

  (

УПГ

) [3–5]. 

Внедряют

-

ся

 

управляемые

 

выпрямитель

-

ные

 

установки

 

плавки

 

гололеда

 

постоянным

 

током

 — 

ВУПГ

 [6] 

и

 

управляемые

 

выпрямители

 

для

 

плавки

 

гололеда

 — 

В

-

ТПП

 [7], 

ко

-

торые

 

поддерживают

 

заданный

 

ток

 

плавки

изменяя

 

его

 

значение

 

углом

 

открытия

 

тиристоров

 

плеч

 

выпрямительного

 

моста

и

 

требу

-

ют

 

меньшую

 

мощность

 

для

 

плав

-

ки

 

по

 

сравнению

 

с

 

переменным

 

током

 

по

 

способу

 

короткого

 

замы

-

кания

 (

КЗ

).

Эксплуатируемые

 

выпрями

-

тельные

 

установки

 

плавки

 

голо

-

леда

 — 

неуправляемые

 

ВУКН

 

и

 

В

-

ТППД

используемые

 

для

 

ВЛ

 

330, 500 

кВ

морально

 

устарели

 

и

 

не

 

рекомендованы

 

технической

 

политикой

 

ПАО

  «

Россети

» [2], 

а

 

управляемые

 

ВУПГ

 

и

 

В

-

ТПП

внедряемые

 

для

 

плавки

 

гололеда

 

на

 

ВЛ

 110, 220 

кВ

имеют

 

недо

-

статки

основные

 

из

 

них

:

 

только

 

поочередная

 

плавка

 

гололеда

 

на

 

проводах

 

фаз

 

ВЛ

поэтому

 

КПД

 

схем

 (

отношение

 

расходуемой

 

энергии

 

на

 

плав

-

ку

 

к

 

потребляемой

 

энергии

 

из

 

сети

снижен

так

 

при

 

схемах

 

«

фаза

 — 

фаза

» 

в

 2 

цикла

 

составляет

 75%; 

при

 

схемах

 

«

фаза

 — 

две

 

фазы

» 

в

 3 

цик

-

ла

 — 67%;

 

требуется

 

компенсация

 

реак

-

тивной

 

мощности

приводящей

 

к

 

падению

 

напряжения

и

 

иска

-

жений

 

формы

 

питающего

 

на

-

пряжения

 

при

 

регулировании

 

тока

 

плавки

 

за

 

счет

 

изменения

 

угла

 

открытия

 

тиристоров

;

 

импульсы

 

перенапряжений

 

на

 

тиристорах

возникающие

 

при

 

отключении

 

выключателем

 

питания

 

УПГ

 

и

 

приводящие

 

к

 

выходу

 

из

 

работы

 

плеч

 

выпря

-

мительного

 

моста

;

 

переключение

 

разъединителя

-

ми

 

схем

 

соединения

 

проводов

 

фаз

 

ВЛ

 

оперативным

 

персона

-

лом

 

значительно

 

увеличивает

 

суммарное

 

время

 

плавки

.

Предлагаемая

 

к

 

внедрению

 

универсальная

 

установка

 

плавки

 

гололеда

 

с

 

тиристорным

 

коммута

-

тором

 (

УУПГ

устраняет

 

эти

 

недо

-

статки

 

за

 

счет

:

 

одновременной

 

плавки

 

на

 

про

-

водах

 

трех

 

фаз

 

ВЛ

КПД

 

схемы

 

до

 99%;

 

автоматического

 

переключе

-

ния

 

схем

 

соединения

 

проводов

 

фаз

 

ВЛ

 

тиристорным

 

коммута

-

тором

;

 

сокращения

 

времени

 

плавки

 

гололеда

 

в

 

среднем

 

в

 2–3 

раза

;

 

ненадобности

 

в

 

компенсации

 

реактивной

 

мощности

 

для

 

недопущения

 

падения

 

напря

-

жения

 

и

 

искажений

 

формы

 

тока

 

и

 

напряжения

;

 

отсутствия

 

импульсов

 

перена

-

пряжения

 

при

 

отключении

 

вы

-

ключателя

.

Системы

 

раннего

 

обнару

-

жения

 

гололедообразования

 

(

СРОГ

нашли

 

свое

 

применение

 

в

 

электрических

 

сетях

 

Ставропо

-

лья

 

более

 35 

лет

 

назад

 [8]. 

Пер

-

вые

 

автоматизированные

 

инфор

-

мационные

 

системы

 

контроля

 

гололедообразования

  (

АИСКГН

были

 

разработаны

 

и

 

внедрены

 

в

 

ОЭС

 

Северного

 

Кавказа

 

ав

-

торами

 

учебного

 

пособия

 [5] 

по

 

приказу

 

РАО

  «

ЕЭС

 

России

» 

по

-

сле

 

крупномасштабной

 

аварии

 

в

 

Сочинских

 

электрических

 

сетях

 

ОАО

  «

Кубань

 

энерго

» 

в

 

декабре

 

2001 

года

В

 

настоящее

 

время

 

установлено

 

пунктов

 

контроля

 

АИСКГН

 

более

 500 

штук

.

На

 

данный

 

момент

 

распростра

-

нены

 

системы

 

измерения

 

и

 

мони

-

торинга

 

состояния

 

ВЛ

которые

 

используются

 

в

 

качестве

 

СРОГ

АИСКГН

 [9], 

СТГН

 [10], 

АИСКГН

 

Абак

-2000 [11], 

система

 

МИГ

 [12], 

DiLin [13], 

САТ

-1 

и

 OTLM [14, 15], 

рефлектометр

 

ВЧ

  (

локатор

) — 

ЛСМГ

 [16] 

и

 

датчик

 

тяжения

 

с

 

оп

-

тическим

 

каналом

 

связи

 

и

 

изме

-

рения

 — 

ОАИСКГН

 [17].

Разработанные

 

СРОГ

вне

-

сенные

 

в

 

Реестр

 

инновационных

 

решений

 

ПАО

  «

Россети

» [18]: 

МИГ

 

и

 

СТГН

не

 

обладают

 

техни

-

ческими

 

преимуществами

 

перед

 

АИСКГН

СРОГ

 

типа

 

ОАИСКГН

DiLin, 

ЛСМГ

 

измеряют

 

отдель

-

 1 (46) 2018


Page 4
background image

74

ные

 

параметры

не

 

достаточные

 

для

 

интеллектуальной

 

СПГ

Реф

-

лектометры

 

ВЧ

 

выявляют

 

голо

-

ледообразование

но

 

нужны

 

еще

 

метеопараметры

 

на

 

трассе

 

ВЛ

 

(

в

 

районе

 

наибольшей

 

интенсив

-

ности

и

 

абсолютное

а

 

не

 

усред

-

ненное

 

значение

 

толщины

 

стенки

 

гололеда

Системы

 

САТ

-1 

и

 OTLM 

противоречат

 

политике

 

замеще

-

ния

 

импорта

 

в

 

нашей

 

стране

.

Сравнение

 

основных

 

показате

-

лей

 

систем

 

раннего

 

обнаружения

 

и

 

контроля

 

гололедообразования

 

приведено

 

в

 

таблице

 1.

В

 2011 

году

 

авторами

 

в

 

рамках

 

НИОКР

выполненной

 

для

 

ПАО

 

«

ФСК

 

ЕЭС

», 

была

 

разработана

 

и

 

изготовлена

 

автоматизирован

-

ная

 

информационная

 

система

 

контроля

 

гололедообразования

 

и

 

температуры

 

провода

 (

троса

) — 

АИСКГТ

которая

 

позволяет

 

кон

-

тролировать

 

температуру

 

провода

 

и

 

в

 

летний

 

период

при

 

повышен

-

ных

 

температурах

 

воздуха

.

Следует

 

отметить

что

 

ПАО

 

«

МРСК

 

Юга

» 

интегрировало

 

про

-

граммное

 

обеспечение

 

пунктов

 

приема

 

СРОГ

установленных

 

на

 

объектах

 

своего

 

распределитель

-

ного

 

электросетевого

 

комплекса

в

 

единую

 

геоинформационную

 

систему

 

ГИС

что

 

позволило

по

-

высить

 

оперативность

 

контроля

 

за

 

параметрами

 

метеоусловий

 

и

 

гололедно

-

ветровых

 

нагрузок

воздействующих

 

на

 

провода

 

и

 

грозозащитные

 

тросы

 

ВЛ

по

-

высить

 

качество

 

принимаемых

 

оперативным

 

и

 

управленческим

 

персоналом

 

решений

 

и

 

исключить

 

его

 

ошибки

 

при

 

управлении

 

ре

-

жимами

снизить

 

материальные

 

и

 

временные

 

затраты

 

на

 

выполне

-

ние

 

аварийно

-

восстановительных

 

работ

 

при

 

гололедно

-

ветровой

 

си

-

туации

.

Авторами

 

произведен

 

анализ

 

современных

 

систем

 

плавки

 

голо

-

леда

 

на

 

проводах

 

и

 

грозозащитных

 

тросах

 

ВЛ

 

и

 

предложена

 

интеллек

-

туальная

 

система

 

плавки

 

гололеда

 

с

 

использованием

 

УУПГ

 [19].

ИННОВАЦИЯ

 

В

 

СИСТЕМЕ

 

ПЛАВКИ

 

ГОЛОЛЕДА

 

НА

 

ПРОВОДАХ

 

И

 

ТРОСАХ

 

ВЛ

Авторами

 

предлагается

 

реали

-

зовать

 

инновационные

 

способы

 

плавки

 

гололеда

одновремен

-

ную

 

плавку

 

гололеда

 

на

 

проводах

 

трех

 

фаз

 

ВЛ

 

и

 

изолированных

 

грозозащитных

 

тросах

 

импульса

-

ми

 

постоянного

 

тока

 

сверхнизкой

 

частоты

 [20, 21], 

а

 

на

 

многократ

-

но

 

заземленных

 

грозозащитных

 

тросах

 

наведенными

 

токами

 

по

-

вышенной

 

частоты

 [22] 

с

 

исполь

-

зованием

 

УУПГ

 [23].

Результаты

 

ранее

 

выполнен

-

ных

 

НИОКР

 

для

 

ПАО

 «

ФСК

 

ЕЭС

» 

(

получен

 

патент

 

на

 

способ

 

плав

-

ки

 

гололеда

 

 2465702) 

и

 

ПАО

 

«

МРСК

 

Северного

 

Кавказа

» (

полу

-

чены

 

патенты

 

на

 

установку

 

плавки

 

гололеда

 

 142064, 

 2546643, 

изготовлен

 

макет

 

УУПГ

который

 

успешно

 

испытан

 

в

 2013 

году

 

на

 

ПС

 110/35/10 

кВ

  «

Ессентуки

-2») 

предлагается

 

внедрить

 

в

 

виде

 

опытно

-

промышленного

 

образца

 

УУПГ

чтобы

 

реализовать

 

научно

-

технические

 

достижения

 

прошлых

 

лет

 

и

 

вновь

 

сформированные

 

идеи

 

по

 

созданию

 

интеллектуаль

-

ной

 

СПГ

 

на

 

ВЛ

.

Одной

 

из

 

основных

 

целей

 

про

-

граммы

 

НИОКР

 

ПАО

  «

Россети

» 

является

 

создание

 

и

 

развитие

 

ин

-

теллектуальной

 

энергетической

 

системы

  (

ИЭС

с

 

активно

-

адап

-

тивной

 

сетью

 (

ААС

).

С

 

учетом

 

вышеизложенного

 

авторами

 

планируется

 

в

 2018–

2020 

годах

 

выполнить

 

НИОКР

 

на

 

тему

: «

Создание

 

интеллектуаль

-

ной

 

системы

 

плавки

 

гололеда

 

на

 

проводах

 

и

 

грозозащитных

 

тросах

 

ВЛ

 

с

 

разработкой

 

и

 

изготовлением

 

опытно

-

промышленного

 

образца

 

универсальной

 

установки

 

плавки

 

гололеда

» 

и

 

реализовать

 

на

 

объ

-

ектах

 

ПАО

 «

МРСК

 

Юга

».

Интеллектуальная

 

СПГ

 

на

 

про

-

водах

 

и

 

грозозащитных

 

тросах

 

ВЛ

 

с

 

использованием

 

УУПГ

 

работает

 

следующим

 

образом

:

 

контролируя

 

параметры

 

окру

-

жающей

 

среды

состояние

 

ВЛ

отходящих

 

от

 

подстанции

Табл

. 1. 

Сравнение

 

основных

 

показателей

 

СРОГ

Наименование

параметра

АИСКГН

СТГН

 

(

СРОГ

)

АИСКГН

 

Абак

-

2000

МИГ

DiLin

ЛСМГ

 

КГЭУ

ОАИСКГН

 

(

ОСМ

-

ВЛ

)

САТ

-1

OTLM

Датчики

 

контроля

:

нагрузка

 

в

 

цепи

 

гирлянды

 

изоляторов

+

+

+

+

+

+

температура

 

воздуха

+

+

+

+

+

+

влажность

 

воздуха

+

+

+

+

+

+

скорость

 

и

 

направление

 

ветра

+

+

+

+

+

+

инсоляция

+

давление

 (

барометр

)

+

+

+

температура

 

провода

 

(

троса

)

+

+

+

+

+

+

+

ток

 

в

 

проводе

 (

тросе

)

+

+

+

Расчет

 

толщины

 

стенки

 

гололеда

+

+

+

+

Количество

 

реализованных

 

точек

 

контроля

503

152

200

8

4

4

2

н

/

д

н

/

д

Опыт

 

эксплуатации

15

13

5

1

4

8

2

н

/

д

н

/

д

ВОЗДУШНЫЕ

ЛИНИИ


Page 5
background image

75

и

 

электрическую

 

сеть

форми

-

рует

 

команду

 

на

 

подготовку

 

к

 

плавке

 

гололеда

 

на

 

ВЛ

;

 

учитывая

 

состояние

 

УУПГ

об

-

ладая

 

базой

 

знаний

 

и

 

про

-

гнозом

 

положительного

 

ре

-

зультата

формирует

 

своевре

-

менное

 

решение

которое

 

принимается

 

персоналом

на

очередность

 

проводимых

 

пла

-

вок

 

гололеда

 

на

 

ВЛ

 

и

 

на

 

вывод

 

нужной

 

ВЛ

 

с

 

последующей

 

сборкой

 

эффективных

 

в

 

дан

-

ный

 

момент

 

схем

 

плавки

 

голо

-

леда

 

на

 

ВЛ

;

 

в

 

процессе

 

плавки

 

формирует

 

команды

 

об

 

изменении

 

схемы

 

плавки

 

или

 

окончании

а

 

также

 

команды

 

перехода

 

на

 

следую

-

щую

 

ВЛ

.

Интеллектуальная

 

СПГ

 

оцени

-

вает

 

возможность

 

одновременной

 

плавки

 

гололеда

 

на

 

нескольких

 

ВЛ

предотвращает

 

нарушение

 

га

-

баритов

 

от

 

нагрева

 

и

 

гололедных

 

нагрузок

не

 

допускает

 

перегрева

 

проводов

 

на

 

участках

 

без

 

голо

-

леда

а

 

также

 

может

 

реализовать

 

адаптивное

 

АПВ

 

и

 

интеллектуаль

-

ное

 

ОМП

 

по

 

параметрам

 

аварий

-

ного

 

режима

.

Интеллектуальная

 

СПГ

 

на

 

ВЛ

 

состоит

 

из

 

следующих

 

блоков

 (

ри

-

сунок

 1):

1. 

Универсальная

 

установка

 

плавки

 

гололеда

 

импульсами

 

постоянного

 

тока

 

одновремен

-

но

 

на

 

проводах

 

и

 

изолирован

-

ных

 

грозозащитных

 

тросах

 

ВЛ

 

и

 

индуктированным

 

током

 

по

-

вышенной

 

частоты

 

на

 

много

-

кратно

 

заземленных

 

грозоза

-

щитных

 

тросах

 

ВЛ

включает

 

в

 

себя

 

тиристорные

 

выпрями

-

тельный

 

мост

 

и

 

коммутатор

управляемые

 

СУРЗА

 (

системой

 

управления

регулирования

защиты

 

и

 

автоматики

), 

кото

-

рые

 

взаимодействуют

 

с

 

интел

-

лектуальным

 

блоком

 

СПГ

Для

 

плавки

 

гололеда

 

индуктиро

-

ванным

 

током

 

повышенной

 

частоты

 

на

 

многократно

 

зазем

-

ленных

 

грозозащитных

 

тросах

 

УУПГ

 

переводится

 

в

 

режим

 

автономного

 

резонансного

 

ин

-

вертора

применяя

 

последова

-

тельно

 

с

 

фазными

 

проводами

 

блок

 

конденсаторов

который

 

может

 

использоваться

 

для

 

компенсации

 

реактивной

 

мощ

-

ности

 

на

 

подстанции

.

2. 

Модернизированная

 

автома

-

тизированная

 

информацион

-

ная

 

система

 

контроля

 

гололе

-

дообразования

 

и

 

температуры

 

провода

  (

троса

) — (

АИСКГТм

выполняет

 

прогнозирование

раннее

 

обнаружение

 

и

 

кон

-

троль

 

гололедообразования

 

в

 

режиме

 

реального

 

времени

 

с

 

дискретностью

устанавли

-

ваемой

 

диспетчером

выдает

 

сигнал

 

о

 

начале

 

гололедоо

-

бразования

 

и

 

скорости

 

его

 

на

-

растания

 

для

 

своевременного

 

принятия

 

решения

 

оператив

-

ным

 

персоналом

 

о

 

сборке

 

схе

-

мы

 

плавки

 

гололеда

 

с

 

учетом

 

интенсивности

 

отложения

ме

-

ханической

 

прочности

 

прово

-

дов

 (

троса

), 

нарушения

 

габари

-

тов

предотвращения

 «

пляски

» 

проводов

а

 

также

 

команду

 

на

 

завершение

 

процесса

 

плавки

 

гололеда

 

на

 

ВЛ

контролирует

 

допустимый

 

нагрев

 

проводов

 

(

троса

на

 

участке

 

ВЛ

 

без

 

го

-

лоледа

 

и

 

предотвращает

 

на

-

рушение

 

механической

 

проч

-

ности

 

и

 

габарита

оценивает

 

для

 

задач

 

противоаварийной

 

автоматики

 

нагрузочную

 

спо

-

собность

 

ВЛ

 

с

 

учетом

 

метео

-

условий

 

и

 

габаритов

взаимо

-

действует

 

с

 

интеллектуальным

 

блоком

 

СПГ

.

3. 

Интеллектуальный

 

блок

 

СПГ

 

включает

 

базу

 

знаний

 (

данных

и

 

выполняет

 

функции

 

эксперт

-

ной

 

оценки

 

ситуации

прогно

-

зирования

принятия

 

решений

 

и

 

взаимодействия

 

с

 

СУРЗА

 

УУПГ

 

и

 

с

 

модернизированной

 

АИСКГТ

а

 

также

 

с

 

СРОГ

уже

 

установленными

 

на

 

ВЛ

.

Интеллектуальная

 

СПГ

 

на

 

про

-

водах

 

и

 

грозозащитных

 

тросах

 

ВЛ

 

основывается

 

на

 

сетевых

 

компо

-

нентах

 

ИЭС

 

с

 

ААС

:

1. 

Интеллектуальная

 

подстанция

:

 

автоматизированные

 

системы

 

переключений

 

и

 

реконфигура

-

ция

 

схемы

  (

автоматизирован

-

ное

 

подключение

/

отключение

 

полюсов

 

коммутатора

 

УПГ

 

к

 

ВЛ

выведенной

 

из

 

работы

автоматическая

 

сборка

 

и

 

раз

-

борка

 

схем

 

плавки

 

гололеда

);

 

универсальные

 

установки

 

плав

-

ки

 

гололеда

  (

выбор

 

схемы

 

со

 

единения

 

проводов

 

и

 

троса

ступенчатый

 

пуск

контроль

 

тока

 

плавки

выбор

 

структуры

 

выпрямительного

 

моста

 

и

 

диа

-

гностика

 

тиристорных

 

плеч

 

УПГ

);

 

адаптивные

 

системы

 

управле

-

ния

релейной

 

защиты

 

и

 

авто

-

матики

  (

уставки

адаптивные

 

к

 

режиму

 

работы

 

УПГ

гибкая

 

логика

адаптивное

 

АПВ

 

и

 

ин

-

Интеллектуальный

 

блок

 

СПГ

база

 

данных

 (

знаний

);

взаимодействие

 

с

 

СУРЗА

 

и

 

СРОГ

;

экспертная

 

оценка

;

прогнозирование

;

принятие

 

решений

.

Универсальная

 

УПГ

управляемый

 

выпрямитель

;

тиристорный

 

коммутатор

;

автономный

 

инвертор

;

система

 

УРЗА

.

Модернизированная

 

СРОГ

прогноз

обнаружение

 

и

 

контроль

 

гололедообразования

;

сигнал

 

о

 

сборке

 

схемы

 

плавки

;

температура

 

провода

 (

троса

);

окончание

 

процесса

 

плавки

;

нагрузочная

 

способность

 

ВЛ

.

Воздушные

 

ЛЭП

нагреваемые

 

провода

 (

тросы

);

датчики

 

требуемых

 

параметров

 

в

 

точках

 

контроля

 

на

 

трассе

.

РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНАЯ

 

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ

 

СЕТЬ

ПАО

 «

Россети

»

Интеллектуальная

 

подстанция

силовое

 

оборудование

;

релейная

 

защита

 

и

 

автоматика

;

автоматизированная

 

система

 

технологического

 

управления

.

Рис

. 1. 

Состав

 

интеллектуальной

 

системы

 

плавки

 

гололеда

 (

синими

 

стре

-

лочками

 

показаны

 

направления

 

информационных

 

потоков

оранжевыми

 — 

потоки

 

мощности

а

 

белыми

 

указана

 

принадлежность

)

 1 (46) 2018


Page 6
background image

76

теллектуальное

 

ОМП

 

по

 

пара

-

метрам

 

аварийного

 

режима

);

 

эффективные

 

системы

 

советов

 

для

 

принятия

 

решений

 

опера

-

тивным

 

персоналом

 (

программ

-

ный

 

комплекс

 

прогнозирования

раннего

 

обнаружения

 

и

 

контро

-

ля

 

гололедообразования

 

в

 

рай

-

оне

 

с

 

получением

 

советов

 

для

 

принятия

 

решения

).

2. 

Воздушные

 

линии

 

электропе

-

редачи

:

 

системы

 

мониторинга

 

состоя

-

ния

диагностики

 

и

 

управления

 

воздушной

 

линией

 

электропе

-

редачи

  (

автоматизированная

 

информационная

 

система

 

контроля

 

гололедообразова

-

ния

температуры

 

проводов

 

(

троса

), 

начала

 

и

 

окончания

 

плавки

);

 

многофазные

 

и

/

или

 

много

-

цепные

 

воздушные

 

линии

 

электропередачи

  (

на

 

одних

 

фазах

 

ВЛ

 

выполняется

 

плавка

 

гололеда

а

 

по

 

другим

 

фазам

 

передача

 

мощности

 — 

это

 

в

 

перспективе

).

ПРЕИМУЩЕСТВА

 

УНИВЕРСАЛЬНОЙ

 

УСТАНОВКИ

 

ПЛАВКИ

 

ГОЛОЛЕДА

1. 

УУПГ

 

реализует

 

способ

 

плавки

 

гололеда

 

импульсами

 

постоян

-

ного

 

тока

  (

сверхнизкой

 

часто

-

ты

как

 

одновременно

 

на

 

трех

 

фазах

  (

КПД

 

схемы

 

до

 99%), 

так

 

и

 

поочередно

 

ускоренно

«

фаза

 — 

две

 

фазы

» 

в

 3 

цик

-

ла

  (

КПД

 — 67%), «

фаза

 — 

фаза

» 

в

 2 

цикла

  (

КПД

 — 

75%), «

фаза

 — 

фаза

» 

цикл

 

и

  «

фаза

 — 

две

 

фазы

» 

цикл

 

(

КПД

 — 86%).

2. 

Применение

 

УУПГ

 

способ

-

ствует

 

эффективной

 

работе

 

«

удлинителя

» 

при

 

организа

-

ции

 

питания

 

схем

 

плавки

 

го

-

лоледа

 

на

 

протяженных

 

ВЛ

 

(

увеличение

 

длины

 

проплав

-

ляемого

 

участка

 

практически

 

в

 2 

раза

) [24, 25].

3. 

Для

 

схем

 

плавки

 

гололеда

 

с

 

ис

-

пользованием

 

УУПГ

 

характерно

 

увеличение

 

тока

 

плавки

 

гололе

-

да

уменьшение

 

номинальных

 

напряжения

 

и

 

мощности

 

ис

-

точника

 

питания

 

по

 

сравнению

 

с

 

плавкой

 

гололеда

 

перемен

-

ным

 

током

а

 

также

 

уменьше

-

ние

 

времени

 

вывода

 

из

 

работы

 

проплавляемых

 

ВЛ

 

и

 

экономия

 

электроэнергии

затрачивае

-

мой

 

на

 

плавку

 

гололеда

.

4. 

УУПГ

 

при

 

переводе

 

в

 

режим

 

автономного

 

резонансного

 

ин

-

вертора

 

осуществляет

 

плавку

 

гололеда

 

индуктированным

 

током

 

повышенной

 

частоты

 

на

 

многократно

 

заземленных

 

грозозащитных

 

тросах

 

ВЛ

что

 

в

 

настоящее

 

время

 

никем

 

не

 

реализовано

.

5. 

За

 

счет

 

дискретного

  (

релейно

-

го

управления

 

УУПГ

 

с

 

углом

 

открытия

 

тиристоров

близким

 

к

 

нулю

не

 

требуется

 

компен

-

сация

 

реактивной

 

мощности

 

из

 

сети

 

и

 

отсутствуют

 

искажения

 

формы

 

питающего

 

напряже

-

ния

возникающие

 

с

 

увеличени

-

ем

 

угла

 

открытия

 

тиристорных

 

плеч

 

при

 

импульсно

-

фазовом

 

управлении

как

 

у

 

существую

-

щих

 

управляемых

 

УПГ

.

6. 

Для

 

переключения

 

схем

 

со

-

единения

 

проводов

 

фаз

 

ВЛ

 

разъединители

 

плавки

управ

-

ляемые

 

персоналом

не

 

тре

-

буются

а

 

применяется

 

высо

-

ковольтный

 

тиристорный

 

ком

-

мутатор

что

 

необходимо

 

при

 

реализации

 

одновременной

 

плавки

 

гололеда

 

на

 

проводах

 

трех

 

фаз

 

ВЛ

.

7. 

Отказ

 

от

 

разъединителей

 

плав

-

ки

 

гололеда

 

для

 

переключения

 

схемы

 

соединения

 

проводов

 

фаз

 

ВЛ

 

удешевляет

 

СПГ

 

на

 

ВЛ

 

и

 

увеличивает

 

надежность

 

ра

-

боты

 

схемы

 

плавки

 

гололеда

.

8. 

Стоимость

 

управляемого

 

вы

-

прямителя

 

в

 

составе

 

УУПГ

 

не

 

выше

чем

 

серийно

 

выпускае

-

мые

 

ВУПГ

 

и

 

В

-

ТПП

.

9. 

Блок