136
СБОРНИК
НАУЧНО
-
ТЕХНИЧЕСКИХ
СТАТЕЙ
Программа
расчетов
параметров
плавки
гололеда
на
ВЛЭП
«IceWinner»
Петкау
Г
.
П
.,
филиал
ПАО
«
МРСК
Волги
» — «
Оренбургэнерго
»
И
звестно
,
что
при
эксплуатации
воздушных
линий
электропередачи
(
ВЛЭП
)
особую
опас
-
ность
представляют
гололедно
-
изморозевые
отложения
,
при
образовании
которых
в
со
-
четании
с
ветром
возможны
крайне
тяжелые
последствия
—
обрывы
проводов
и
тросов
,
падение
опор
ВЛЭП
,
ведущие
,
в
конечном
итоге
,
к
длительным
перерывам
электроснабжения
потребителей
и
снижению
надежности
энергетической
системы
.
На
восстановление
повре
-
жденных
ВЛЭП
требуются
значительное
время
,
капитальные
вложения
,
материальные
ресур
-
сы
и
трудозатраты
.
Проблема
предотвращения
гололедных
аварий
в
электрических
сетях
энергосистем
со
-
гласно
карте
районирования
территории
РФ
по
толщине
стенки
гололеда
актуальна
для
мно
-
гих
регионов
России
.
Наиболее
эффективным
способом
борьбы
с
гололедными
отложениями
является
плавка
гололеда
переменным
и
постоянным
токами
путем
создания
искусственного
короткого
замы
-
кания
.
Недостатками
данного
метода
являются
риски
повреждения
линейного
оборудования
предельно
допустимыми
токами
,
значительные
перерывы
в
электроснабжении
потребите
-
лей
,
снижение
системной
надежности
сети
высокого
напряжения
при
переводе
линий
элек
-
тропередачи
в
режим
плавки
,
вынужденная
потеря
времени
на
проведение
организационных
и
технических
мероприятий
по
выводу
оборудования
в
ремонт
и
сбору
схемы
плавки
.
С
целью
сохранения
целостности
ВЛЭП
и
минимизации
выше
обозначенных
недостатков
в
связи
с
об
-
Аннотация
В
статье
описывается
разработка
нового
программного
продукта
для
ЭВМ
по
расчету
параметров
плавки
гололеда
«IceWinner».
Программа
предназначена
для
использования
электросетевыми
организациями
,
осуществляющими
эксплуатационное
обслуживание
ВЛЭП
напряжением
6
кВ
и
выше
,
проходящих
в
гололедных
районах
и
подверженных
гололедообразованию
.
Ключевые
слова
:
плавка
гололеда
,
линии
электропередачи
,
программа
«IceWinner»,
расчет
параметров
,
погодные
условия
137
ТЕХНИЧЕСКОЕ
ОБСЛУЖИВАНИЕ
И
РЕМОНТЫ
условленной
необходимостью
предварительной
готовности
программ
проведения
плавки
го
-
лоледа
и
наличия
расчетов
параметров
схем
плавки
гололеда
,
обеспечивающих
режим
плавки
в
допустимых
пределах
,
разработана
программа
для
расчетов
параметров
плавки
гололеда
на
проводах
и
грозозащитных
тросах
воздушных
линий
электропередачи
«IceWinner».
Программа
«IceWinner»
создана
в
2014
году
специалистами
филиала
ПАО
«
МРСК
Вол
-
ги
» — «
Оренбургэнерго
».
Инициаторами
и
непосредственными
разработчиками
структуры
базы
данных
,
алгоритма
и
архитектуры
программы
являются
специалисты
службы
электри
-
ческих
режимов
Петкау
Г
.
П
.
и
Носенко
А
.
В
.,
разработкой
пользовательского
интерфейса
и
пе
-
реводом
на
язык
программирования
занимались
инженеры
-
программисты
отдела
внедрения
автоматизированных
систем
управления
Кадысев
С
.
А
.
и
Горчаков
А
.
В
.
Программа
«IceWinner»
введена
в
промышленную
эксплуатацию
24.03.2015
года
и
успешно
работает
в
филиале
ПАО
«
МРСК
Волги
» — «
Оренбургэнерго
»,
доказав
свою
эффективность
.
Теоретической
и
методологической
основой
работы
явились
современные
теоретические
концепции
и
практические
разработки
отечественных
авторов
Бургсдорфа
В
.
В
. [1–3],
Левчен
-
ко
И
.
И
.,
Засыпкина
А
.
С
.,
Алилуева
А
.
А
.,
Сацука
Е
.
И
. [4],
использована
методика
расчета
пре
-
дельных
токовых
нагрузок
по
условиям
нагрева
проводов
[5].
Научная
новизна
программы
для
ЭВМ
«IceWinner»
заключается
в
разработке
теоретиче
-
ской
и
расчетной
базы
,
совокупность
которых
дает
системный
подход
выбора
приоритетности
и
оперативности
решения
по
обеспечению
надежности
и
эффективности
эксплуатации
обору
-
дования
электросетевого
комплекса
в
условиях
образования
гололедных
отложений
.
Эксплу
-
атационная
практика
показывает
несостоятельность
учета
участков
линии
электропередачи
,
покрытых
и
не
покрытых
гололедом
,
при
расчете
параметров
плавки
,
особенно
при
предвари
-
тельном
.
Как
правило
,
протяженность
ВЛЭП
составляет
15
км
и
более
.
В
условиях
снегонали
-
пания
и
гололедообразования
при
отсутствии
автоматизированных
систем
прогнозирования
и
контроля
гололедных
отложений
сделать
осмотр
ВЛЭП
по
всей
длине
не
представляется
возможным
.
Движение
атмосферных
осадков
и
явлений
,
приводящих
к
гололедообразовани
-
ям
,
практически
всегда
хаотичное
,
каждый
раз
неповторяемое
.
В
связи
с
этим
,
в
программе
при
выполнении
расчетов
приняты
по
умолчанию
следующие
допущения
:
длина
гололедного
участка
(
гололедной
муфты
)
одинакова
для
всех
трех
фаз
линии
,
температура
провода
без
гололеда
при
плавке
в
установившемся
режиме
одинакова
вдоль
всей
длины
участка
ВЛЭП
,
зависимость
активного
сопротивления
провода
от
температуры
линейная
.
Длительно
допу
-
стимый
ток
всегда
рассчитывается
при
наиболее
худших
условиях
,
то
есть
при
направлении
ветра
параллельно
проводу
,
так
как
трасса
ВЛЭП
имеет
несколько
углов
поворота
,
и
скорости
ветра
2
м
/
с
.
Особенностями
этой
программы
являются
:
–
простота
пользовательского
интерфейса
;
–
появление
интерактивных
подсказок
при
работе
с
программой
;
–
проведение
программой
анализа
всех
приемлемых
(
и
при
этом
менее
травматичных
для
людей
и
безопасных
для
оборудования
)
схем
плавок
гололеда
;
–
рекомендация
наиболее
эффективных
схем
плавки
;
–
возможность
выполнения
в
процессе
эксплуатации
ЛЭП
6
кВ
и
выше
оперативного
расчета
параметров
уже
принятой
схемы
плавки
гололеда
по
реальным
климатическим
(
погод
-
ным
)
условиям
при
минимально
доступных
исходных
данных
:
температура
окружающего
воздуха
,
скорость
ветра
,
направление
ветра
,
толщина
стенки
гололедной
муфты
и
вида
отложений
(
гололед
,
изморозь
);
–
выгрузку
отчетов
по
заданным
формам
.
138
СБОРНИК
НАУЧНО
-
ТЕХНИЧЕСКИХ
СТАТЕЙ
Программа
«IceWinner»
адаптирована
к
потребностям
электросетевой
компании
по
принципу
разумной
достаточности
,
то
есть
при
ограниченном
количестве
вводимых
данных
программа
«IceWinner»
выдает
результаты
,
близкие
к
полученным
в
процессе
реальных
плавок
гололеда
.
Программа
«IceWinner»
позволяет
осуществлять
:
выполнение
расчетов
параметров
плав
-
ки
гололеда
на
ВЛ
и
грозотросах
от
источников
плавки
переменного
и
постоянного
тока
,
вы
-
полнение
оперативного
расчета
параметров
плавки
гололеда
с
учетом
фактических
погодных
условий
непосредственно
перед
плавкой
для
оценки
ее
эффективности
,
сохранение
расчетов
параметров
плавки
гололеда
в
базе
данных
программы
с
возможностью
последующей
выгруз
-
ки
информации
о
параметрах
плавки
гололеда
одной
или
всех
ВЛ
организации
.
Программа
«IceWinner»
предоставляет
пользователю
реализацию
следующих
возможностей
:
1)
выполнение
расчетов
параметров
плавки
гололеда
на
ВЛ
от
источников
плавки
перемен
-
ного
тока
,
постоянного
тока
(
управляемых
и
неуправляемых
),
а
также
расчетов
параметров
плавки
гололеда
на
грозотросах
ВЛ
от
источников
плавки
переменного
тока
для
последую
-
щей
разработки
технологических
карт
плавки
гололеда
(
далее
—
ТКПГ
);
2)
выполнение
оперативного
расчета
плавки
гололеда
по
конкретной
ТКПГ
с
учетом
реаль
-
ных
погодных
условий
непосредственно
перед
плавкой
для
оценки
ее
эффективности
;
3)
сохранение
расчетов
параметров
плавки
гололеда
в
базе
данных
программы
либо
на
пер
-
сональном
компьютере
пользователя
;
4)
хранение
и
возможность
выгрузки
в
формате
Microsoft Excel
информации
о
параметрах
плавки
конкретной
ТКПГ
либо
сводной
информации
о
ТКПГ
,
разработанных
электросете
-
вой
организацией
;
5)
создание
и
актуализация
базы
данных
параметров
расчета
плавки
гололеда
на
всех
дей
-
ствующих
в
виде
ТКПГ
и
вновь
создаваемых
схемах
плавки
в
виде
проектов
.
В
соответствии
с
ПУЭ
[6]
в
филиале
ПАО
«
МРСК
Волги
» — «
Оренбургэнерго
»
разработана
региональная
карта
территории
Оренбургской
области
по
толщине
стенки
гололеда
с
повторя
-
емостью
1
раз
в
25
лет
.
Карты
по
районам
климатических
условий
(
РКУ
)
находятся
в
програм
-
ме
«IceWinner»
в
одноименной
закладке
.
Ниже
приведено
описание
пользовательского
интерфейса
и
демонстрация
основных
воз
-
можностей
программы
«IceWinner».
Для
выполнения
расчета
плавки
гололеда
необходимо
воспользоваться
пунктом
меню
«
Расчет
» — «
Предварительный
расчет
».
При
этом
откроется
контекстное
меню
выбора
схемы
плавки
на
проводе
или
грозотросе
от
источника
плавки
переменного
или
постоянного
тока
(
рисунок
1).
При
вводе
всех
данных
ВЛЭП
и
активации
кнопки
«
Выполнить
расчет
»
программа
выполня
-
ет
расчет
по
всем
заведенным
схемам
плавки
и
выдает
рекомендации
по
наиболее
оптималь
-
ному
варианту
(
рисунок
2).
В
том
случае
,
когда
по
всем
доступным
для
расчета
схемам
плавка
не
эффективна
или
не
возможна
из
-
за
превы
-
шения
длительно
допу
-
стимого
тока
,
есть
воз
-
можность
выполнить
расчет
параметров
плавки
ВЛЭП
в
повтор
-
но
-
кратковременном
режиме
(
рисунок
3).
Рис
. 1.
Окно
программы
при
намерении
выполнить
расчет
139
ТЕХНИЧЕСКОЕ
ОБСЛУЖИВАНИЕ
И
РЕМОНТЫ
Рис
. 2.
Рабочее
окно
программы
при
выполнении
расчета
Рис
. 3.
Пример
расчета
повторно
-
кратковременного
режима
(
ПКР
)
140
СБОРНИК
НАУЧНО
-
ТЕХНИЧЕСКИХ
СТАТЕЙ
Расчетные
параме
-
тры
выбранной
схемы
плавки
гололеда
со
-
храняются
в
виде
та
-
блицы
Microsoft Ex
с
el
(
рисунок
4)
в
базу
дан
-
ных
программы
,
состо
-
ящей
из
двух
разделов
:
–
ПРОЕКТЫ
,
слу
жа
-
ще
го
для
сохране
ния
предваритель
ных
расчетов
пара
мет
-
ров
плавки
;
–
ТКПГ
,
служащего
для
хранения
рас
-
четов
параметров
плавки
ТКПГ
,
утвержденных
на
бумажном
носителе
.
Во
время
объявления
гололедной
тревоги
и
получения
диспетчером
электрических
сетей
уточ
-
ненной
информации
по
фактическим
погодным
условиям
,
диспетчер
может
с
помощью
программы
«IceWinner»
выполнить
оперативный
расчет
(
рисунок
5),
который
позволит
ему
определить
более
точное
время
плавки
и
определить
ее
эффективность
при
конкретных
погодных
условиях
и
видах
гололедных
отложений
(
рисунок
6).
У
диспетчера
электрических
сетей
появляется
возможность
ранжировать
проведение
плавок
гололеда
,
отдавая
предпочтение
ВЛЭП
,
находящимся
в
зоне
рез
-
кого
понижения
температуры
,
либо
,
оценив
неэффективность
проведения
плавки
,
направить
туда
бригаду
для
удаления
гололедообразования
механическим
путем
(
обивка
).
Одной
из
возможностей
программы
«IceWinner»
является
функция
выгрузки
различной
от
-
четной
информации
,
например
,
перечней
технологических
карт
в
разрезе
всего
филиала
,
кон
-
кретного
ПО
,
РЭС
по
классу
напряжения
проплавляемых
линий
.
Фрагмент
сводного
перечня
ТКПГ
показан
на
рисунке
7.
Для
обеспечения
возможности
формирования
отчетов
требуется
наличие
на
компьютере
установленного
пакета
Microsoft Of
fi
ce 2013/2010/2007.
Для
успешной
эксплуатации
и
функционирования
программы
необходим
персональный
компьютер
со
следующими
минимальными
аппаратными
характеристиками
:
Рис
. 4.
Выгрузка
расчетных
данных
в
Microsoft Ex
с
el
Рис
. 5.
Выбор
ТКПГ
для
оперативного
расчета
Рис
. 6.
Рабочее
окно
программы
при
выполнении
оперативного
расчета
параме
-
тров
плавки
гололеда
на
ВЛЭП
по
фактическим
погодным
условиям
141
ТЕХНИЧЕСКОЕ
ОБСЛУЖИВАНИЕ
И
РЕМОНТЫ
Ри
с
. 8
.
Фр
аг
ме
нт
св
од
но
го
переч
ня
ТК
ПГ
142
СБОРНИК
НАУЧНО
-
ТЕХНИЧЕСКИХ
СТАТЕЙ
–
процессор
с
тактовой
частотой
1
ГГц
и
выше
;
–
ОЗУ
минимум
1
Гб
(Windows XP)
или
2
Гб
(Windows Vista/7/8);
–
видеоадаптер
с
поддержкой
DirectX 9
и
разрешением
1280×1024 (
или
более
высоким
);
–
монитор
с
разрешением
1280×1024 (
или
более
высоким
);
–
сетевая
карта
;
–
клавиатура
и
мышь
;
–
наличие
на
компьютере
установленного
пакета
Microsoft Framework
версии
4.0
или
выше
.
Основные
цели
разработки
были
достигнуты
,
что
позволило
электросетевой
компании
ре
-
шить
следующие
задачи
:
1)
значительно
снизить
трудозатраты
на
проведение
расчетов
и
сравнительного
анализа
эф
-
фективности
различных
схем
плавки
гололеда
;
2)
существенно
повысить
точность
расчетов
за
счет
учета
максимального
количества
исход
-
ных
данных
,
влияющих
на
конечный
результат
,
и
применения
наиболее
точных
расчетных
формул
,
затруднительных
к
применению
при
ручном
расчете
из
-
за
их
громоздкости
;
3)
использование
единой
базы
данных
как
справочных
,
так
и
расчетных
;
4)
выполнение
предварительной
оценки
эффективности
конкретной
схемы
плавки
гололеда
оперативным
персоналом
непосредственно
перед
проведением
плавки
с
учетом
реальных
погодных
условий
в
районе
прохождения
трассы
ВЛ
и
принятие
оперативного
решения
об
очередности
и
приоритетности
проведения
плавки
гололеда
;
5)
получение
предпроектного
решения
о
необходимости
и
возможности
создания
схемы
плавки
гололеда
на
проектируемой
ВЛЭП
;
6)
уменьшение
рисков
возникновения
ошибок
в
расчетах
по
сравнению
с
расчетами
вручную
за
счет
уменьшения
человеческого
фактора
при
производстве
вычислений
и
за
счет
при
-
менения
единой
методологии
расчетов
.
20
июля
2016
года
программа
для
ЭВМ
«IceWinner»
внесена
в
государственный
реестр
патентов
РФ
с
регистрационным
номером
2016618088.
ЛИТЕРАТУРА
1.
МУ
34-70-027-82.
Методические
указания
по
плавке
гололеда
переменным
током
.
Часть
1
(
утверж
дено
Главным
техническим
управлени
-
ем
по
эксплуатации
энергосистем
).
2.
МУ
34-70-028-82.
Методические
указания
по
плавке
гололеда
постоянным
током
.
Часть
2
(
утверж
дено
Главным
техническим
управлени
-
ем
по
эксплуатации
энергосистем
).
3.
СО
153-34.20.512.
Руководящие
указания
по
плавке
гололеда
на
ВЛ
напряжением
до
20
кВ
,
проходящих
в
сельской
местности
.
4.
И
.
И
.
Левченко
,
А
.
С
.
Засыпкин
,
А
.
А
.
Алилуев
,
Е
.
И
.
Сацук
.
Диагностика
,
реконструкция
и
экс
-
плуатация
воздушных
линий
электропередачи
в
гололедных
районах
.
Учебное
пособие
.
М
.:
Издательский
дом
МЭИ
, 2007. 494
с
.
5.
СО
153-34.20.547 (
РД
34.20.547) (
МТ
34-70-037-
87).
Методика
расчета
предельных
токовых
на
-
грузок
по
условиям
нагрева
проводов
для
дейст
-
вующих
линий
электропередачи
.
6.
СО
153-34.20.120-2003.
Правила
устройства
электроустановок
.
Издание
седьмое
.
Глава
2.5.
Оригинал статьи: Программа расчетов параметров плавки гололеда на ВЛЭП «IceWinner»
В статье описывается разработка нового программного продукта для ЭВМ по расчету параметров плавки гололеда «IceWinner». Программа предназначена для использования электросетевыми организациями, осуществляющими эксплуатационное обслуживание ВЛЭП напряжением 6 кВ и выше, проходящих в гололедных районах и подверженных гололедообразованию.