Online система мониторинга изоляции ВЛ в районах с повышенным загрязнением атмосферы

Page 1
background image

Page 2
background image

50

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 3, 

декабрь

 2016

50

Online 

система

 

мониторинга

 

изоляции

 

ВЛ

 

в

 

районах

 

с

 

повышенным

 

загрязнением

 

атмосферы

ВВЕДЕНИЕ

Загрязнение

 

изоляторов

 

ЛЭП

 

является

 

одной

 

из

 

главных

 

причин

 

снижения

 

на

-

дежности

 

электроснабжения

Это

 

под

-

тверждает

 

событие

произошедшее

 

в

 

феврале

 2013 

года

 

в

 

Санкт

-

Петербурге

когда

 

из

-

за

 

критического

 

загрязнения

 

изо

-

ляторов

 

ВЛ

 35–110 

кВ

расположенных

 

вблизи

 

кольцевой

 

автодороги

 

и

 

западного

 

скоростного

 

диаметра

произошло

 

круп

-

ное

 

технологическое

 

нарушение

кото

-

рое

 

привело

 

к

 

отключению

 

потребителей

 

в

 

Василе

 

островском

Адмиралтейском

 

и

 

Кировском

 

районах

 

города

Независимой

 

многопрофильной

 

органи

-

зацией

 

ОАО

  «

НИИПТ

» 

было

 

установлено

что

 

причиной

 

аварии

 

стало

 

критическое

 

ухудшение

 

изоляционных

 

свойств

 

линей

-

ных

 

изоляторов

вызванное

 

налипанием

 

на

 

поверхность

 

изоляторов

 

химических

 

реа

-

гентов

входящих

 

в

 

состав

 

антигололедных

 

дорожных

 

покрытий

Это

 

событие

 

показало

 

уязвимое

 

ме

-

сто

 

в

 

энергосистеме

 

Санкт

-

Петербурга

 

и

 

послужило

 

толчком

 

для

 

принятия

 

до

-

полнительных

 

мер

необходимых

 

для

 

ПАО

 «

Ленэнерго

» — 

одна

 

из

 

первых

 

электросетевых

 

компа

-

ний

 

в

 

России

внедрившая

 online 

систему

 

мониторинга

 

изо

-

ляции

 (

СМИ

ВЛ

 

в

 

районах

 

с

 

повышенным

 

загрязнением

 

ат

-

мосферы

Данная

 

система

 

помогает

 

значительно

 

снизить

 

эксплуатационные

 

расходы

 

и

 

повысить

 

надежность

 

элек

-

троснабжения

 

потребителей

.

Артем

 

ВАРАВИН

инженер

 

категории

 

Диагностического

 

центра

 

ПАО

 

«

Ленэнерго

»

Виктор

ЧЕРНЕЦОВ

к

.

т

.

н

., 

заместитель

 

главного

 

инженера

 

по

 

эксплуатации

 

ПАО

 «

Ленэнерго

»

Максим

АРТЕМЬЕВ

,

к

.

т

.

н

., 

первый

 

заместитель

 

генерального

 

директора

 — 

главный

 

инженер

 

ПАО

 «

Ленэнерго

»

предупреждения

 

возникновения

 

аварий

-

ных

 

отключений

 

ВЛ

 35–110 

кВ

 

по

 

причине

 

перекрытия

 

линейной

 

изоляции

 

в

 

связи

 

с

 

увеличением

 

уровня

 

ее

 

загрязнения

В

 

частности

была

 

реализована

 

програм

-

ма

 

по

 

комплексной

 

замене

 

изоляции

в

  

ре

-

зультате

 

чего

 

произвели

 

замену

 

изоляции

 

на

 

всех

 

ВЛ

 35–110 

кВ

 

вдоль

 

основных

 

ав

-

томагистралей

смонтировав

 

более

 36  

ты

-

сяч

 

единиц

 

изоляторов

 

за

 

два

 

месяца

тем

 

самым

 

выполнив

 

пятилетний

 

объем

 

про

-

граммы

.

ИССЛЕДОВАНИЯ

По

 

заказу

 

ПАО

  «

Ленэнерго

» 

был

 

про

-

веден

 

ряд

 

лабораторных

 

экспериментов

в

 

ходе

 

которых

 

гирлянды

 

изоляторов

 

ВЛ

 

110 

кВ

 

помещались

 

в

 

камеру

 

с

 

контролиру

-

емым

 

микроклиматом

 

и

 

подвергались

 

элек

-

трическим

 

испытаниям

Результаты

 

исследований

 

показали

что

 

наличие

 

загрязнений

 

на

 

уровне

 0,25–1 

мг

/

см

2

вызывают

 

появление

 

поверхностных

 

ча

-

стичных

 

разрядов

  (

ПЧР

), 

которые

 

могут

 

привести

 

к

 

пробою

 

изоляции

Контроль

 

качества

 

изоляции


Page 3
background image

51

51

ИМИТАЦИЯ

 

ДОЖДЯ

В

 

НЕЗАГРЯЗНЕННЫХ

 

УСЛОВИЯХ

В

 

ходе

 

эксперимента

 

чистая

 

опытная

 

гирлянда

 

из

 7 

изолято

-

ров

 

искусственно

 

увлажнялась

При

 

постепенном

 

повыше

-

нии

 

напряжения

 

ПЧР

 

не

 

наблюдались

 (

рисунок

 1) 

вплоть

 

до

 

полного

 

пробоя

 

при

 290 

кВ

 (

рисунок

 2). 

УСЛОВИЯ

 

СИЛЬНОГО

 

ЗАГРЯЗНЕНИЯ

В

 

ходе

 

эксперимента

 

поверхность

 

изоляторов

 

была

 

покрыта

 

смесью

 

соли

каолина

 

и

 

связующего

 

раствора

Плотность

 

за

-

грязнения

 

составляла

 0,5–1 

мг

/

см

2

Влажность

 

окружающего

 

воздуха

 — 90%. 

При

 

постепенном

 

повышении

 

напряжения

 

на

 

поверхности

 

гирлянды

 

наблюдались

 

ПЧР

Уровень

 

све

-

чения

 

становился

 

очевидно

 

опасным

 

при

 65 

кВ

 

приложен

-

ного

 

напряжения

 (

рисунок

 3). 

Полное

 

перекрытие

 

гирлянды

 

фиксировалось

 

при

 

повышении

 

напряжения

 

до

 110–120 

кВ

 

(

рисунок

 4).

РЕШЕНИЕ

 

ПРОБЛЕМЫ

До

 

недавнего

 

времени

 

технический

 

персонал

 

ПАО

  «

Лен

-

энерго

» 

не

 

имел

 

точной

 

информации

 

об

 

уровне

 

загрязнения

 

ЛЭП

Таким

 

образом

выбор

 

участков

нуждающихся

 

в

 

чист

-

ке

основывался

 

главным

 

образом

 

на

 

интуиции

 

линейного

 

персонала

Опыта

 

по

 

очистке

 

изоляции

 

от

 

выносов

 

токопро

-

водящих

 

загрязнений

 

с

 

ЗСД

 

и

 

КАД

 

также

 

еще

 

не

 

было

Для

 

решения

 

данной

 

проблемы

 

ПАО

 «

Ленэнерго

», 

одна

 

из

 

первых

 

электросетевых

 

компаний

наряду

 

с

 

ультрафи

-

олетовым

 

контролем

 

применила

 

онлайн

 

систему

 

монито

-

ринга

 

изоляции

 

высоковольтных

 

линий

 

электропередачи

 

MetrySense-4000.  

ПРИНЦИП

 

РАБОТЫ

 

СИСТЕМЫ

 

METRYSENSE-4000

Система

 

мониторинга

 

измеряет

 

электрические

 

параметры

 

поверхностных

 

частичных

 

разрядов

возникающих

 

на

 

изо

-

ляции

 

ВЛ

и

 

путем

 

аналитического

 

алгоритма

 

оценивает

 

степень

 

риска

 

возникновения

 

аварийного

 

перекрытия

 

изо

-

ляционного

 

промежутка

 (

рисунок

 5).

 

На

 

загрязненных

 

гирляндах

 

изоляторов

 

возникают

 

по

-

верхностно

-

частичные

 

разряды

  (

ПЧР

), 

которые

 

создают

 

электромагнитный

 

импульс

 (

А

); 

 

электромагнитный

 

импульс

 

индуцирует

 

токи

 

в

 

грозо

-

тросе

 (B); 

 

токи

 

измеряются

 

с

 

помощью

 

датчика

включающего

 

в

 

себя

 

высокочастотный

 

трансформатор

 (C);

 

измеренный

 

сигнал

 

посредством

 

коаксиального

 

кабе

-

ля

 

отправляется

 

на

 

УСД

  (

беспроводное

 

устройство

 

сбора

 

данных

), 

которое

 

анализирует

 

и

 

записывает

 

данные

;

Рис

. 1.

Чистая

увлажненная

 

гирлянда

.

ПЧР

 

не

 

на

-

блюдаются

 

при

 

110 

кВ

Рис

. 5. 

Схема

 

работы

 

системы

 

мониторинга

 

изоляции

Рис

. 2.

Полное

 

перекры

-

тие

 

при

 

290 

кВ

Рис

. 3.

ПЧР

 

при

65 

кВ

Рис

. 4.

Полное

 

пере

-

крытие

 

при

 

110 

кВ


Page 4
background image

52

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 3, 

декабрь

 2016

 

затем

 

происходит

 

обмен

 

данными

 

между

 

УСД

 (

то

 

есть

 

УСД

 

образуют

 

ячеистую

 

сеть

пока

 

не

 

достигнут

 

сото

-

вого

 

шлюза

 (F);

 

сотовый

 

шлюз

 

отправляет

 

информацию

 

на

 

интернет

-

сервер

 MetryView-4000 (G), 

который

 

анализирует

хранит

 

и

 

отображает

 

информацию

;

 

MetryView-4000 

интернет

-

сервер

 (G) 

отображает

 

информацию

и

 

службы

 

эксплуатации

 (H) 

могут

 

зайти

 

на

 

сервер

 

и

 

использовать

 

информацию

 

с

 

целью

 

опти

-

мизации

 

технического

 

обслуживания

.  

Данная

 

система

 

позволяет

 

определить

 

участок

 

ЛЭП

 

с

 

повышенным

 

загрязнением

 

изоляции

а

 

с

 

помощью

 

ультрафиолетовой

 

камеры

  OFIL  DayCor  Superb 

обслу

-

живающий

 

персонал

 

выявляет

 

точное

 

место

 

локализа

-

ции

 

в

 

пределах

 

этого

 

участка

Это

 

помогает

 

персоналу

 

заниматься

 

очищением

 

только

 

необходимых

 

участков

 

ВЛ

 

в

 

оптимальное

 

время

что

 

позволяет

 

снизить

 

затра

-

ты

 

на

 

очистительные

 

работы

 

и

 

повысить

 

надежность

 

электроснабжения

 

путем

 

сокращения

 

количества

 

пере

-

крытий

.

Система

 

мониторинга

 MetrySense-4000 

позволяет

 

непрерывно

 

следить

 

за

 

уровнем

 

загрязнения

при

 

необ

-

ходимости

 

вовремя

 

проводить

 

очистку

 

изоляторов

Это

 

«

умная

» 

технология

относящаяся

 

к

 Smart Grid, 

автомати

-

чески

 

измеряющая

 

электрические

 

параметры

 

частичных

 

разрядов

 

на

 

изоляции

 

ВЛ

 

и

 

самостоятельно

 

оцениваю

-

щая

 

путем

 

аналитического

 

алгоритма

 

степень

 

риска

 

воз

-

никновения

 

аварийного

 

перекрытия

.

Система

 

мониторинга

 MetrySense-4000 

успешно

 

про

-

шла

 

опытно

-

промышленную

   

эксплуатацию

 

в

 

филиале

 

ПАО

 «

Ленэнерго

» «

Санкт

-

Петербургские

 

высоковольтные

 

электрические

 

сети

». 

Данная

 

система

 

является

 

достовер

-

ной

 

и

 

надежной

что

 

неоднократно

 

подтвердили

 

полевые

 

исследования

 

посредством

 

ультрафиолетового

 

контроля

Показания

 

системы

 

мониторинга

 

ВЛ

 (

рисунок

 6) 

и

 

по

-

казания

 «

полевого

» 

обследования

 

ультрафиолетовой

 

ка

-

мерой

 OFIL DayCor Superb (

рисунок

 7) 

коррелируют

 

между

 

собой

что

 

наглядно

 

подтверждается

 

результатами

 

поле

-

вого

 

обследования

На

 

сегодняшний

 

день

 

в

 

ПАО

  «

Ленэнерго

» 

системой

 

мониторинга

 

оснащены

 28 

воздушных

 

линий

 

класса

 

на

-

пряжения

 110 

кВ

расположенных

 

в

 

зонах

 

с

 

неблагопри

-

ятной

 

экологической

 

обстановкой

Это

 

позволяет

 

дис

-

танционно

 

контролировать

 

состояние

 

изоляции

 

прямо

 

с

 

рабочего

 

места

а

 

также

 

избавляет

 

специалистов

 

от

 

проведения

 

регулярного

 

планового

 

ультрафиолетового

  

обследования

 — 

рабочее

 

время

 

используется

 

эффектив

-

нее

что

 

экономит

 

ресурсы

 

компании

.

В

 

настоящее

 

время

 

в

 

ПАО

 «

Ленэнерго

» 

начата

 

активная

 

работа

 

над

 

созданием

 

пилотного

 

проекта

 

универсаль

 

ной

 

ХАРАКТЕРИСТИКИ

 METRYSENSE-4000 

• 

Уникальные

 

датчики

.

 

Один

 

датчик

 

охватывает

 2 

км

 

линии

 

электропередачи

Датчики

 

обнаруживают

 

ПЧР

образующийся

 

в

 

результате

 

загрязнения

 

гирлянд

 

изо

-

ляторов

.

• 

Чрезвычайно

 

низкое

 

энергопотребление

.

 

Датчики

 

и

 

беспроводные

 

УСД

 (

устройства

 

сбора

 

данных

рабо

-

тают

 

от

 10 

до

 20 

лет

 

без

 

замены

 

батареи

.

• 

Новейшие

 IP 

стандарты

 

беспроводной

 

связи

.

 

Под

-

держивает

 6LoWPAN (

протокол

 IPv6 

поверх

 

беспро

-

водных

 

сетей

 — «

интернет

 

вещей

»).

• 

Бесперебойное

 

радио

.

 

Скачкообразная

 

перестройка

 

частоты

 

для

 

на

-

дежной

 

работы

 

в

 

тяжелых

 

условиях

где

 

есть

 

ра

-

диопомехи

 

и

 

затухание

 

сигнала

.

 

Большой

 

радиус

 

действия

Двухточечное

 

бес

-

проводное

 

соединение

 (LOS) 

до

 5 

км

с

 

зоной

 

по

-

крытия

 

сети

 

до

 

нескольких

 

сотен

 

километров

.

 

Возможность

 

выбора

 

частоты

 

от

 240 

МГц

 

до

 

920 

МГц

 

в

 

зависимости

 

от

 

местных

 

норм

разре

-

шенных

/

закрытых

 

диапазонов

.

 

Соответствует

 

нормам

 

Федеральной

 

комиссии

 

по

 

связи

 

США

 (FCC) / 

Европейского

 

института

 

стандартов

 

связи

 (ETSI).

• 

IP-

сеть

.

 

IP-

сеть

 

типа

 IPv6 

через

 

ячеистую

 (mesh) 

радио

-

сеть

Каждый

 

беспроводной

 

датчик

 

или

 

блок

 

маршрутизатора

 

включает

 

в

 

себя

 

программный

 

стек

 IPv6. 

Блоки

 

автоматически

 

создают

 

беспро

-

водную

 IP-

радиосеть

 

топологии

 MESH.

 

Поддерживает

 

протяженные

 mesh-

сети

Инфор

-

мация

 

направляется

 

от

 

датчика

 

к

 

датчику

исполь

-

зуя

 

надежный

масштабируемый

самовосстанав

-

ливающийся

 

протокол

 

маршрутизации

 IP (RPL).

 

Масштабируемая

 

и

 

простая

 

в

 

разворачивании

.

 

Сеть

 

создается

 

автоматически

 

после

 

размещения

 

всех

 

единиц

.

 

Поддерживает

 6LoWPAN

  (

протокол

 IPv6 

поверх

 

беспроводных

 

сетей

 — «

интернет

 

вещей

»).

• 

Возможность

 

добавления

 

общего

 

интерфейса

 

к

 

разным

 

измерительным

 

системам

таким

 

как

 

датчик

 

температуры

датчик

 

наклона

инклинометры

различные

 

метеорологические

 

датчики

  (

влажности

скорости

 

ветра

 

и

 

т

.

д

.).

• 

Предназначена

 

для

 

работы

 

в

 

тяжелых

 

условиях

.

 

Диапазон

 

рабочих

 

температур

 

от

 –40ºC 

до

 +85ºC, 

водонепроницаемый

 

и

 

погодостойкий

 

корпус

 (IP67), 

устойчивый

 

к

 

электромагнитным

 

помехам

 

и

 

скачкам

.

Контроль

 

качества

 

изоляции


Page 5
background image

53

сис

 

темы

 

мониторинга

 

ВЛ

 

российского

 

производ

-

ства

 

с

 

функциями

• online 

мониторинг

 

изоляции

 

ВЛ

 35–110 

кВ

 

на

 

предмет

 

ПЧР

• online 

мониторинг

 

температуры

 

контактных

 

со

-

единений

  (

провод

/

кабель

на

 

переходных

 

опо

-

рах

 

КВЛ

 35–110 

кВ

• 

мониторинг

 

уровня

 

наклона

 

промежуточных

 

опор

 

ВЛ

 35–110 

кВ

.  

Рис

. 6. 

Программный

 

интерфейс

 MetrySense-4000, 

на

 

котором

 

сигнализируется

 

повышенное

 

загрязнение

 

изоляции

 

на

 

участке

 

ВЛ

 

110 

кВ

Рис

. 7. 

Полевые

 

обследования

 

ультрафиолетовой

 

камерой

 OFIL 

DayCor Superb


Читать онлайн

ПАО «Ленэнерго» — одна из первых электросетевых компаний в России, внедрившая online систему мониторинга изоляции (СМИ) ВЛ в районах с повышенным загрязнением атмосферы. Данная система помогает значительно снизить эксплуатационные расходы и повысить надежность электроснабжения потребителей.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 3(72), май-июнь 2022

От НИОКР до промышленной эксплуатации: новая разработка ПАО «Россети Ленэнерго» успешно интегрирована в ССПИ ОМП «ИНБРЭС»

Цифровая трансформация / Цифровые сети / Цифровая подстанция Воздушные линии Диагностика и мониторинг
Спецвыпуск «Россети» № 2(25), июнь 2022

Программный комплекс для мониторинга, оптимизации и визуализации структуры противоаварийной автоматики — ПК «ПАУК»

Цифровая трансформация / Цифровые сети / Цифровая подстанция Релейная защита и автоматика Диагностика и мониторинг
ПАО «Россети Кубань»
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»