46
Образ схемы
плавки гололеда
УДК
621.315.175
Предложено
оценивать
эффективность
схем
плавки
гололеда
(
СПГ
)
ее
образом
,
представляющим
дискретную
зависимость
толщины
стенки
гололеда
,
проплавляемой
СПГ
за
60
минут
,
от
температуры
воздуха
и
скорости
ветра
в
диапазоне
их
воз
-
можного
изменения
.
По
образу
определяется
время
плавки
и
температура
провода
на
участке
без
гололеда
.
Рекоменду
-
ется
использовать
образ
в
программах
плавки
гололеда
вме
-
сто
значений
времени
плавки
при
двух
сочетаниях
погодных
условий
и
заданной
толщины
гололедной
муфты
.
Образ
СПГ
является
вспомогательным
иллюстративным
материалом
для
диспетчера
.
в
о
з
д
у
ш
н
ы
е
л
и
н
и
и
воздушные линии
Засыпкин
А
.
С
.,
д
.
т
.
н
.,
профессор
кафедры
«
Электрические
станции
и
электроэнергетические
системы
»
ФГБОУ
ВО
«
ЮРГПУ
(
НПИ
)
им
.
М
.
И
.
Платова
»
Щуров
А
.
Н
.,
к
.
т
.
н
.,
доцент
кафедры
«
Электрические
станции
и
электроэнергетические
системы
»
ФГБОУ
ВО
«
ЮРГПУ
(
НПИ
)
им
.
М
.
И
.
Платова
»
Ключевые
слова
:
воздушная
линия
электропередачи
(
ВЛ
),
схема
плавки
гололеда
(
СПГ
),
образ
СПГ
ТРЕБОВАНИЯ
К
СХЕМАМ
ПЛАВКИ
ГОЛОЛЕДА
Плавка
гололеда
на
воздушных
линиях
электро
-
передачи
(
ВЛ
)
переменным
или
постоянным
током
—
основное
мероприятие
в
комплекс
-
ной
системе
предотвращения
гололедных
ава
-
рий
[1].
Для
плавки
гололеда
сооружаются
на
подстан
-
циях
схемы
плавки
гололеда
(
СПГ
),
создают
ток
плавки
I
ПЛ
(
А
).
Выбор
тока
плавки
определяется
двумя
условиями
:
I
пл
I
(60)
;
I
пл
I
м
.
д
, (1)
где
I
(60)
—
ток
60-
минутной
плавки
;
I
м
.
д
—
макси
-
мально
допустимый
ток
.
Эти
условия
должны
вы
-
полняться
при
любых
погодных
условиях
,
опреде
-
ляемых
температурой
воздуха
0°
С
и
скоростью
ветра
при
гололеде
v
г
2
м
/
с
.
Ток
I
(60)
нужно
определять
при
наилучших
ус
-
ловиях
охлаждения
проводов
на
трассе
ВЛ
(
ми
-
нимальная
температура
воздуха
и
максимальная
скорость
ветра
поперек
провода
),
ток
I
м
.
д
—
при
наихудших
условиях
охлаждения
(
максималь
-
ная
температура
воздуха
,
возможная
при
плавке
,
и
минимальная
скорость
ветра
вдоль
провода
при
гололеде
).
Изменение
I
пл
может
быть
как
дискретным
(
при
плавке
способом
короткого
замыкания
от
пониженного
напряжения
),
так
и
непрерывным
(
при
регулировании
напряжения
питания
СПГ
или
применении
управляемых
выпрямительных
установок
).
В
настоящее
время
в
программах
плавки
го
-
лоледа
(
ППГ
)
и
технологических
картах
плав
-
ки
гололеда
(
ТКПГ
)
указываются
значения
тока
плавки
и
время
плавки
при
заданной
толщине
гололедной
муфты
и
для
двух
сочетаний
погод
-
ных
условий
[2].
Этого
недостаточно
для
свое
-
временной
и
эффективной
организации
плавки
на
каждой
ВЛ
в
районе
интенсивного
гололедо
-
образования
.
47
Предлагаем
методику
разработки
для
ППГ
и
ТКПГ
образа
СПГ
,
отражающего
способность
СПГ
эффек
-
тивно
плавить
гололед
,
для
диспетчера
.
МЕТОДИКА
РАСЧЕТА
ОБРАЗА
СПГ
Под
образом
СПГ
понимается
зависимость
толщины
стенки
гололеда
b
г
(60)
,
проплавляемой
СПГ
за
60
ми
-
нут
при
известном
токе
,
от
погодных
условий
при
дискретных
значениях
температуры
воздуха
(°
С
)
и
скорости
ветра
v
г
(
м
/
с
)
во
всем
диапазоне
их
воз
-
можного
изменения
.
При
конкретных
погодных
условиях
по
образу
СПГ
определяется
линейной
интерполяцией
,
как
это
принято
в
ПУЭ
[3],
значение
b
г
(60)
,
а
затем
вре
-
мя
плавки
гололеда
t
пл
(
мин
)
с
толщиной
гололедной
муфты
b
г
:
t
пл
= 60
. (2)
Также
на
образе
СПГ
наносится
зависимость
v
г
(
в
) (
направление
ветра
вдоль
провода
),
соответ
-
ствующая
максимально
допустимому
току
при
раз
-
личных
погодных
условиях
.
Если
v
г
v
г
(
в
),
то
за
-
данный
ток
плавки
превышает
I
м
.
д
,
поэтому
I
пл
нужно
снизить
управлением
или
переходом
на
другую
схе
-
му
плавки
.
Методику
расчета
параметров
образа
СПГ
и
спо
-
собы
его
представления
рассмотрим
ниже
на
кон
-
кретном
примере
.
Построение
образа
СПГ
при
известном
токе
плав
-
ки
I
пл
выполняется
с
использованием
таблиц
А
.4
и
А
.1 (
= 0°) [4]
способом
линейной
интерполяции
.
ПРИМЕР
ПОСТРОЕНИЯ
ОБРАЗА
СПГ
И
ЕГО
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
В
качестве
примера
рассмотрим
построение
образа
СПГ
с
током
плавки
I
пл
= 1100
А
на
проводе
АС
240/32.
Зависимость
b
г
(60)
от
в
и
v
г
:
–
По
таблице
А
.14.4 [4] (
ток
60-
минутной
плавки
I
(60)
(
А
)
при
направлении
ветра
= 90°)
выбираем
две
смежные
тол
-
щины
цилиндрической
стенки
гололедного
отложения
,
в
ко
-
торых
I
(60)
меньше
и
больше
I
пл
при
заданных
скорости
ветра
v
г
(2 ÷ 20
м
/
с
)
и
температуре
воздуха
в
(0 ÷ –20°
С
).
В
частности
,
для
тока
I
пл
= 1100
А
при
v
г
= 5
м
/
с
и
в
= –5°
С
вы
-
бираем
значения
I
(60)
= 1049
А
при
b
г
= 30
мм
и
I
(60)
= 1181
А
при
b
г
= 40
мм
.
–
По
способу
линейной
интерпо
-
ляции
для
рассматриваемого
случая
:
b
г
(60)
=
30 + (40
–
30)
=
=
34
мм
.
–
Результаты
расчетов
сведены
в
таблице
1,
при
-
мер
обведен
рамкой
.
Зависимость
границы
v
г
(
в
)
при
I
м
.
д
=
I
пл
= 1100
А
:
–
По
таблице
А
.14.1 [4] (
= 0°)
выбираем
для
за
-
данной
температуры
,
например
,
в
= –5°
С
,
два
значения
максимально
допустимого
тока
I
м
.
д
для
скоростей
ветра
,
при
которых
I
м
.
д
I
пл
и
I
м
.
д
I
пл
: 970
А
при
v
г
= 2
м
/
с
и
1177
А
при
v
г
= 5
м
/
с
.
–
При
I
м
.
д
=
I
пл
=
1100
А
,
v
г
= 2 + (5 – 2)
= 3,9
м
/
с
.
Табл
. 1.
Толщина
стенки
цилиндрического
гололедного
отложения
,
b
г
(60)
,
мм
,
проплавляемого
за
60
минут
при
поперечном
направлении
ветра
(
= 90°)
на
проводе
АС
240/32
током
1100
А
Температура
воздуха
,
в
, °
С
Скорость
ветра
v
г
,
м
/
с
2
5
10
15
20
0
39
39
38
38
38
–5
36
34
32
31
30
–10
32
29
26
23
20
–15
28
24
19
14
9
–20
25
19
10
0
0
Табл
. 2.
Граница
v
г
(
в
)
,
определяющая
максимально
допустимый
ток
I
м
.
д
= 1100
А
при
продольном
направлении
ветра
(
= 0°)
Температура
воздуха
,
в
, °
С
0
–5
–10
–15
–20
Скорость
ветра
v
г
,
м
/
с
4,3
3,9
3,5
3,2
2,8
Рис
. 1.
Образ
СПГ
на
проводе
АС
240/32
током
1100
А
(
в
заштрихованной
области
I
пл
I
м
.
д
)
№
4 (73) 2022
48
ВОЗДУШНЫЕ
ЛИНИИ
–
Результаты
расчетов
сведены
в
таблице
2,
при
-
мер
обведен
рамкой
.
Образ
СПГ
показан
на
рисунке
1
и
является
на
-
глядным
представлением
таблиц
1
и
2:
цифры
в
кружках
—
значения
b
г
(60)
(
мм
);
цифры
у
крести
-
ков
—
значения
v
г
(
м
/
с
)
при
I
м
.
д
=
I
пл
;
в
заштрихован
-
ной
области
I
пл
I
м
.
д
.
По
образу
СПГ
можно
определять
параметры
плавки
гололеда
.
Время
плавки
гололеда
при
любых
погодных
ус
-
ловиях
и
толщине
b
г
определяется
по
образу
СПГ
по
формуле
(2).
Например
,
при
в
= –5°
С
,
v
г
= 5
м
/
с
и
b
г
= 15
мм
:
b
г
(60)
=
34
мм
,
t
пл
=
60
=
26,5
мин
.
Температура
провода
на
участке
без
гололеда
при
I
пл
I
м
.
д
(
I
пл
= 1100
А
)
и
наихудших
условиях
охлаждения
(
например
,
при
в
= 0°
С
,
v
г
= 2
м
/
с
)
по
таблице
А
.14.1 (
= 0°) —
I
м
.
д
= 947
А
,
относительное
значение
I
пл
*
= 1100 / 947 = 1,16.
По
методике
[5]:
–
расчетная
температура
расч
= (
м
.
д
–
в
)
∙
I
2
пл
*
+
в
= (90 – 0)
∙
1,16
2
+ 0 = 121°
С
;
–
поправка
к
расчетному
значению
=
K
срд
–
1
(
расч
–
в
) =
= 0,4
–
1
(121
–
0)
=
16,7°
С
,
где
K
срд
—
усредненный
методом
наименьших
квадратов
угловой
коэффициент
:
K
срд
0,3
при
I
пл
I
м
.
д
,
K
срд
0,4
при
I
пл
I
м
.
д
[5];
–
установившаяся
температура
провода
уст
.
пр
=
расч
+
= 121 + 16,7 = 137,7°
С
.
Максимально
допустимая
температура
прово
-
да
в
длительном
режиме
плавки
м
.
д
= 90°
С
;
крат
-
ковременно
в
течение
180
с
допускается
100°
С
,
а
в
течение
60
с
— 110°
С
[6],
поэтому
при
плав
-
ке
в
указанных
условиях
нужно
снизить
ток
плав
-
ки
,
например
,
с
помощью
РПН
питающего
транс
-
форматора
или
перейти
на
СПГ
с
пониженным
током
.
ВЫВОДЫ
Использование
образа
СПГ
в
программе
плавки
го
-
лоледа
вместо
двух
сочетаний
погодных
условий
при
заданной
толщине
цилиндрического
гололедно
-
го
отложения
,
что
принято
в
настоящее
время
,
по
-
зволит
снизить
долю
несостоявшихся
плавок
и
от
-
ключений
ВЛ
в
ремонт
для
механического
удаления
гололедно
-
изморозевых
отложений
на
проводах
[7]
(
при
b
г
b
г
(60)
),
а
также
определить
время
плавки
го
-
лоледа
.
При
наличии
в
образе
СПГ
зоны
,
где
I
пл
I
м
.
д
,
нуж
-
но
понизить
ток
плавки
,
оценив
температуру
провода
на
участке
без
гололеда
.
ЛИТЕРАТУРА
1.
Левченко
И
.
И
.,
Засыпкин
А
.
С
.,
Аллилуев
А
.
А
.,
Сацук
Е
.
И
.
Диа
-
гностика
,
реконструкция
и
эксплу
-
атация
воздушных
линий
электро
-
передачи
в
гололедных
районах
:
учеб
.
пособие
.
М
.:
Издательский
дом
МЭИ
, 2007. 448
с
.
2.
Требования
по
плавке
гололе
-
да
на
проводах
и
грозозащит
-
ных
тросах
линий
электропе
-
редачи
от
18.12.2018
г
.
№
1185.
URL: https://minjust.consultant.ru/
documents/41728.
3.
Правила
устройства
электро
-
установок
. 7-
е
изд
.
М
.:
Изд
-
во
НЦ
ЭНАС
, 2006. 552
с
.
4.
Скорректированные
таблицы
на
60-
минутную
плавку
. URL: http://
www.mvl-tmc-center.1gb.ru/docs/
TabliciRasch60.pdf.
5.
Засыпкин
А
.
С
.,
Щуров
А
.
Н
.,
Засып
-
кин
(
мл
.)
А
.
С
.,
Тетерин
А
.
Д
.
Рас
-
чет
установившейся
температуры
провода
воздушной
линии
элек
-
тропередачи
//
Известия
вузов
.
Северо
-
Кавказский
регион
.
Техн
.
науки
, 2015,
№
2.
С
. 58–63.
6.
Фигурнов
Е
.
П
.
Релейная
защита
:
учебник
для
вузов
ж
.-
д
.
трансп
.
Москва
:
ИПК
«
Желдориздат
»,
2002. 720 c.
7.
Кротков
Е
.
А
.,
Щобак
А
.
А
.
Гололе
-
дообразование
на
ВЛ
220–500
кВ
в
электрических
системах
России
/
Сб
.
материалов
XLII
Междунар
.
науч
.-
техн
.
конф
. «
Кибернетика
энергетических
систем
»,
г
.
Ново
-
черкасск
, 24–26
ноября
2020
г
.
Но
-
вочеркасск
:
ЮРГПУ
(
НПИ
), 2020.
С
. 90–93.
REFERENCES
1. Levchenko I.I., Zasypkin A.S., Al-
liluev A.A., Satsuk
Е
.I. Diagnosis,
reconstruction and operation of
overhead transmission lines in icing
regions: Study guide. Moscow, MPEI
Publishing house, 2007. 448 p. (In
Russian)
2. Requirements to ice-melting on wires
and ground wires of transmission
lines dated 18.12.2018 No. 1185.
URL: https://minjust.consultant.ru/
documents/41728.
3. Electric installation code. Edition 7th.
Moscow, NTS ENAS, 2006. 552 p.
(In Russian)
4. Corrected tables for 60-minute ice-
melting. URL: http://www.mvl-tmc-center.
1gb.ru/docs/TabliciRasch60.pdf.
5. Zasypkin A.S., Shchurov A.N., Za-
sypkin (Junior), Teterin A.D. Calcu-
lation of the steady-state tempera-
ture of an overhead transmission
line wire //
Isvestiya vuzov. Severo-
Kavkazskiy region
[News of higher
educational establishments. North-
Caucasian region]. Tekhnicheskiye
nauki Publ., 2015, no. 2, pp. 58-63.
(In Russian)
6. Figurnov E.P. Relay protection: text-
book for railway transport higher ed-
ucation. Moscow, IPK Zheldorizdat,
2002. 720 p. (In Russian)
7. Krotkov E.A., Shchobak A.A. Icing
of 220-500 kV overhead transmis-
sion lines in power systems of Rus-
sia /
Sbornik materialov XLII Mezh-
dunarodnoy nauchno-tekhnicheskoy
konferentsii "Kibernetika energet-
icheskikh sistem"
[Proc. of XLII Inter-
national Scienti
fi
c and Technical Con-
ference "Power system cybernetics"],
Novocherkassk, November, 24-26,
2020. Novocherkassk, Platov South-
Russian State Polytechnic University
(NPI), 2020, pp. 90-93. (In Russian)
Оригинал статьи: Образ схемы плавки гололеда
Предложено оценивать эффективность схем плавки гололеда (СПГ) ее образом, представляющим дискретную зависимость толщины стенки гололеда, проплавляемой СПГ за 60 минут, от температуры воздуха и скорости ветра в диапазоне их возможного изменения. По образу определяется время плавки и температура провода на участке без гололеда. Рекомендуется использовать образ в программах плавки гололеда вместо значений времени плавки при двух сочетаниях погодных условий и заданной толщины гололедной муфты. Образ СПГ является вспомогательным иллюстративным материалом для диспетчера.
