Разработка и применение системы удаленного мониторинга линейных ОПН под рабочим напряжением в ПАО «МРСК Северо-Запада»

Page 1
background image

Page 2
background image

Роман

 

БЕСЕДИН

главный

 

специалист

 

Службы

 

эксплуата

-

ции

 

Департамента

 

технического

 

перевооружения

 

и

 

реконструкции

обслуживания

 

и

 

ремонта

 

объектов

 

электросетевого

 

хозяйства

 

ПАО

 «

МРСК

 

Северо

-

Запада

»

Александр

 

ДУБИНИН

,

главный

 

специалист

 

Службы

 

эксплуатации

 

Департамента

 

техни

 -

ческого

 

перевооруже

-

ния

 

и

 

реконструкции

обслуживания

 

и

 

ремонта

 

объектов

 

электросетевого

 

хозяйства

 

ПАО

 «

МРСК

 

Северо

-

Запада

»

Разработка

 

и

 

применение

 

системы

 

удаленного

 

мониторинга

 

линейных

 

ОПН

 

под

 

рабочим

 

напряжением

 

в

 

ПАО

 «

МРСК

 

Северо

-

Запада

»

В

 2017–2018 

годах

 

в

 

филиале

 

ПАО

  «

МРСК

 

Северо

-

Запа

-

да

» — «

Колэнерго

» 

совместно

 

с

 

ФГБОУ

 

ВО

 «

НИУ

 «

МЭИ

» 

раз

-

работан

 

и

 

внедрен

 

проект

 

по

 

контролю

 

подвесных

 

ограни

-

чителей

 

перенапряжений

 

нелинейных

  (

ОПН

на

 

ВЛ

 150 

кВ

 

с

 

использованием

 

программно

-

аппаратного

 

комплекса

осу

-

ществляющего

 

непрерывный

 

контроль

 

технического

 

состо

-

яния

 

ОПН

.

Н

а

 

сегодняшний

 

день

 

ограничители

 

перенапряжений

 

нелинейные

 (

ОПН

являются

 

одним

 

из

 

наиболее

 

эффективных

 

средств

 

защиты

 

оборудования

 

электрических

 

сетей

 

от

 

грозовых

 

и

 

коммутационных

 

перенапряжений

ОПН

 

опорного

 

типа

 

при

-

меняются

 

на

 

электрических

 

подстанциях

 

для

 

защиты

 

технологического

 

оборудо

-

вания

 

от

 

прямых

 

ударов

 

молнии

 

и

 

от

 

набегающих

 

с

 

воздушных

 

линий

 (

ВЛ

волн

 

грозовых

 

перенапряжений

На

 

линиях

 

электропередачи

 

ОПН

 

устанавливаются

 

в

 

районах

где

 

при

-

менение

 

грозозащитных

 

тросов

 

неэффективно

 

или

 

приводит

 

к

 

возникновению

 

КЗ

 

на

 

ВЛ

 

из

-

за

 

их

 

обрыва

Как

 

правило

это

 

климатические

 

районы

 

с

 

большими

 

ветровыми

 

и

 

голо

-

ледными

 

нагрузками

а

 

также

 

высокими

 

сопротивлениями

 

грунтов

В

 

процессе

 

эксплуатации

 

ОПН

 

подвержены

 

воздействиям

 

непрерывно

 

приложенного

 

рабочего

 

напряжения

квазистационарных

грозовых

 

и

 

коммутационных

 

перенапряжений

а

 

также

 

механических

 

нагрузок

 

и

 

нагреву

 

варисторов

 (

основных

 

рабочих

 

элементов

при

 

протекании

 

через

 

них

 

импульсов

 

тока

Техническое

 

состояние

 

ОПН

 

определяется

 

также

 

типом

 

и

 

конструкцией

 

изоляционной

 

рубашки

конфигурацией

размерами

 

и

 

расположением

 

экранов

а

 

также

 

наличием

 

скры

-

тых

 

дефектов

 

и

 

нештатными

 

режимами

 

работы

.

В

 

нормальном

 

режиме

 

работы

 

через

 

варисторы

 

ОПН

 

протекает

 

незначительный

 

ток

 

проводимости

 (

доли

 

мА

), 

обусловленный

 

приложенным

 

к

 

ним

 

рабочим

 

напряжением

 

ВЛ

Длительное

 

прохождение

 

тока

 

проводимости

 

ведет

 

к

 

старению

 

варисторов

 

и

 

их

 

деграда

-

ции

В

 

процессе

 

эксплуатации

 

перед

 

каждым

 

грозовым

 

сезоном

 

необходимо

 

проводить

 

измерение

 

тока

 

проводимости

 

и

 

по

 

результатам

 

измерений

 

принимать

 

решение

 

о

 

даль

-

нейшей

 

эксплуатации

 

ОПН

Однако

 

в

 

период

 

времени

 

между

 

измерениями

 

возможен

 

вы

-

ход

 

ОПН

 

из

 

строя

 

из

-

за

 

теплового

 

пробоя

 

варисторов

 

или

 

их

 

разрушения

 

при

 

прохождении

 

тока

 

молнии

Факт

 

наличия

 

дефектного

 

ОПН

 

может

 

быть

 

установлен

 

только

 

во

 

время

 

про

-

ведения

 

последующей

 

его

 

проверки

 

или

 

проведения

 

визуального

 

осмотра

 

при

 

обходе

 

ВЛ

 

(

при

 

значительных

 

разрушениях

). 

28

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 2(13), 

июнь

 2019

Опыт

 

внедрения


Page 3
background image

АРМ

диспетчера

868 

МГц

868 

МГц

Антенна

868 

МГц

868 

МГц

Комплекс

мониторинга

Комплекс

мониторинга

Радио

-

модем

LoRa

Блок

 

первичной

обработки

 

данных

Блок

 

автономного

 

питания

Контактные

 

датчики

тока

 

утечки

Бесконтактные

 

оптические

 

датчики

 

тока

Руслан

 

БОРИСОВ

,

к

.

т

.

н

., 

ведущий

научный

 

сотрудник

 

кафедры

 

ТЭВН

 

ФГБОУ

 

ВО

«

НИУ

 «

МЭИ

»

Сергей

 

ЖУЛИКОВ

,

к

.

т

.

н

., 

доцент

 

кафедры

 

ТЭВН

  

ФГБОУ

 

ВО

«

НИУ

 «

МЭИ

»

При

 

обслуживании

 

большого

 

количестве

 

ОПН

 

на

 

ВЛ

 

существует

 

острая

 

необходи

-

мость

 

оперативного

 

контроля

 

их

 

технического

 

состояния

 [1, 2], 

так

 

как

 

при

 

наличии

 

де

-

фектного

 

ОПН

 

появляется

 

место

 

с

 

ослабленной

 

электрической

 

прочностью

что

 

приводит

 

к

 

снижению

 

грозоупорности

 

ВЛ

.

В

 

существующих

 

зарубежных

 

и

 

отечественных

 

системах

 

мониторинга

 (

СМ

основны

-

ми

 

контролируемыми

 

параметрами

 

ОПН

 

являются

 

полный

 

ток

протекающий

 

в

 

цепи

 

за

-

земления

и

 

количество

 

его

 

срабатываний

 [3]. 

Увеличение

 

активной

 

составляющей

 

тока

которая

 

выделяется

 

методом

 

гармонического

 

анализа

 

из

 

осциллограммы

 

полного

 

тока

свидетельствует

 

об

 

ухудшении

 

состояния

 

ОПН

Счетчик

 

импульсов

 

тока

 

дает

 

информа

-

цию

 

о

 

количестве

 

срабатываний

 

ОПН

которая

 

может

 

быть

 

впоследствии

 

использована

 

для

 

оценки

 

эффективности

 

его

 

работы

Действующие

 

СМ

 

применяются

 

для

 

контроля

 

технического

 

состояния

 

ОПН

 

опорного

 

типа

 

на

 

электрических

 

подстанциях

поэтому

 

дальность

 

передачи

 

информации

 

системами

 

радиосвязи

 

обычно

 

не

 

превышает

 1 

км

Система

 

мониторинга

 

ОПН

 

помимо

 

измерения

 

полного

 

тока

 

и

 

числа

 

срабатываний

 

должна

 

регистрировать

 

амплитуду

 

и

 

длительность

 

протекающих

 

через

 

ОПН

 

импульсов

 

тока

 

молнии

Данные

 

параметры

 

необходимы

 

для

 

определения

 

выделившейся

 

в

 

ОПН

 

энергии

оценки

 

остаточного

 

ресурса

 

и

 

принятия

 

решения

 

о

 

возможности

 

его

 

дальнейшей

 

эксплуатации

Дальность

 

передачи

 

информации

 

должна

 

обеспечивать

 

уверенный

 

прием

 

сигнала

 

на

 

расстоянии

 

до

 

нескольких

 

километров

от

 

места

 

установки

 

датчиков

 

СМ

 

на

 

ВЛ

 

до

 

АРМ

 

диспетчерского

 

пункта

.

При

 

создании

 

комплекса

 

удаленного

 

мониторинга

 

ОПН

 

были

 

решены

 

следующие

 

за

-

дачи

:

 

выбраны

 

контролируемые

 

параметры

 

и

 

диапазоны

 

их

 

измерений

;

 

выбраны

 

методы

 

измерений

 

контролируемых

 

параметров

импульсных

 

токов

 (

ампли

-

туды

 

и

 

длительности

);

 

разработан

 

автономный

 

источник

 

питания

;

 

обоснованно

 

выбрана

 

подсистема

 

связи

.

АРХИТЕКТУРА

 

СИСТЕМЫ

 

МОНИТОРИНГА

 

И

 

ЕЕ

 

ТЕХНИЧЕСКИЕ

 

ХАРАКТЕРИСТИКИ

Комплекс

установленный

 

на

 

ВЛ

 150 

кВ

  «

Л

-156» 

в

 

филиале

 

ПАО

  «

МРСК

 

Северо

-

Запа

-

да

» — «

Колэнерго

» (

рисунок

 1), 

представляет

 

собой

 

двухуровневую

 

распределенную

 

систему

 

с

 

автономными

 

точками

 

мониторинга

основными

 

функциональными

 

узлами

 

ко

-

торых

 

являются

 

блок

 

датчиков

 

тока

блок

 

первичной

 

обработки

 

данных

 (

блок

 

регистрации

 

и

 

связи

), 

автономный

 

блок

 

питания

Рис

. 1. 

Архитектура

 

системы

 

мониторинга

 

линейных

 

ОПН

29


Page 4
background image

Количество

 

точек

 

мониторинга

 

определя

-

ется

 

числом

 

опор

 

ВЛ

 

с

 

подвесными

 

ОПН

Блок

 

регистрации

 

и

 

связи

 

оцифровывает

 

поступа

-

ющие

 

с

 

датчиков

 

тока

 

аналоговые

 

сигналы

 

и

 

передает

 

их

 

по

 

радиоканалу

 

связи

 

на

 

АРМ

 

диспетчерского

 

пункта

При

 

необходимости

 

используются

 

ретрансляторы

 

сигнала

устанавливаемые

 

на

 

опорах

 

ВЛ

Основные

 

технические

 

характеристики

 

СМ

 

приведены

 

в

 

таблице

 1, 

диапазоны

 

измерения

 

контролируемых

 

пара

-

метров

 

представлены

 

в

 

таблице

 2.

ОПТИЧЕСКИЕ

 

ДАТЧИКИ

 

ИМПУЛЬСНОГО

 

ТОКА

Применяющиеся

 

для

 

регистрации

 

высоких

 

значений

 

маг

-

нитных

 

полей

 

датчики

 

тока

 

трансформаторного

 

типа

 

об

-

ладают

 

рядом

 

существенных

 

недостатков

Эти

 

устройства

 

работают

 

при

 

непосредственном

 

контакте

 

с

 

токоведущими

 

частями

 

электроустановок

что

 

предъявляет

 

жесткие

 

требо

-

вания

 

к

 

прочности

 

электрической

 

изоляции

 

и

 

к

 

условиям

 

их

 

безопасной

 

эксплуатации

В

 

рамках

 

проекта

 

создан

 

простой

 

портативный

 

и

 

относительно

 

дешевый

 

при

 

серийном

 

произ

-

водстве

 

оптический

 

датчик

 (

ОД

тока

регистрирующий

 

высо

-

кие

 

значения

 

импульсного

 

магнитного

 

поля

Принцип

 

действия

 

ОД

 

основан

 

на

 

линейном

 

магнитооп

-

тическом

 

эффекте

 

Фарадея

который

 

используется

 

для

 

из

-

мерения

 

магнитного

 

поля

 

и

соответственно

тока

 [4, 5, 7]. 

Магнитооптический

 

эффект

 

заключается

 

в

 

линейном

 

из

-

менении

 

поляризации

 

света

проходящего

 

через

 

кристалл

 

под

 

действием

 

магнитного

 

поля

Для

 

ОД

 

в

 

качестве

 

чув

-

ствительного

 

элемента

 

выбран

 

оптически

 

активный

 

кри

-

сталл

 

силиката

 

висмута

 BSO [6] 

с

 

кубической

 

симметрией

 

(

рисунок

 2). 

Основным

 

преимуществом

 

кристаллов

 

дан

-

ного

 

типа

 

является

 

высокая

 

температурная

 

стабильность

 

в

 

широком

 

диапазоне

 

температур

  (

от

 –50 

до

 +50°

С

), 

что

 

важно

 

для

 

работы

 

в

 

реальных

 

условиях

 

эксплуатации

 

СМ

.

Преимуществом

 

датчиков

 

тока

 

на

 

основе

 

диамагне

-

тиков

 

является

 

возможность

 

измерения

 

напряженности

 

импульсного

 

магнитного

 

поля

 

в

 

широком

 

диапазоне

от

 

десятков

 

до

 

нескольких

 

тысяч

 

А

/

м

При

 

использовании

 

тех

-

нологии

 

бесконтактного

 

измерения

 

тока

 

обеспечивается

 

высокая

 

устойчивость

 

систем

 

измерения

 

к

 

электромагнит

-

ным

 

помехам

поскольку

 

для

 

передачи

 

световых

 

сигналов

 

между

 

датчиком

 

и

 

электронным

 

модулем

устройством

 

ре

-

гистрации

 

сигнала

 

и

 

связи

 

используются

 

оптоволоконные

 

линии

Отсутствие

 

эффектов

 

насыщения

 

чувствительного

 

элемента

мгновенная

 

реакция

 

на

 

изменение

 

величины

 

поля

малые

 

габариты

 

и

 

вес

 

являются

 

очевидными

 

пре

-

имуществами

 

ОД

-1-1 (

рисунок

 3).

Для

 

контроля

 

полного

 

тока

 

ОПН

 

используются

 

стандарт

-

ные

 

датчики

 

ДТУ

-03 (

ЗАО

 «

НПП

 

СибНИЭЭ

», 

г

Новосибирск

). 

Табл

. 1. 

Технические

 

характеристики

 

системы

 

мониторинга

Характеристика

Значение

Напряжение

 

ВЛ

6÷750 

кВ

Число

 

точек

 

мониторинга

Практически

 

не

 

ограничено

Канал

 

связи

 

с

 

центральным

 

уровнем

Радиоканал

 (LoRa 868 

МГц

, GSM)

Измеряемые

 

параметры

 

Амплитуда

 

протекающего

 

через

 

ОПН

 

разрядного

 

тока

 

Полный

 

ток

 

утечки

 

Количество

 

срабатываний

 

ОПН

Регистрируемые

 

параметры

 

событий

 

Дата

 

и

 

время

 

события

 

Амплитуда

 

и

 

длительность

 

импульса

Источник

 

питания

 

Солнечная

 

батарея

 

Аккумуляторная

 

батарея

 (

резервный

 

источник

 

питания

)

Табл

. 2. 

Диапазоны

 

измерения

 

контролируемых

 

параметров

 

Измеряемая

 

величина

Значение

Амплитуда

 

импульса

 

разрядного

 

тока

 5÷100 

кА

Длительность

 

импульсов

разрядного

 

тока

 

От

 10 

мкс

 

до

 1 

с

Полный

 

ток

 

утечки

 0,05÷5 

мА

 

Количество

 

срабатываний

1÷1000 (

не

 

менее

)

Рис

. 2. 

Активный

 

кристалл

 BSO 

с

 

кубической

 

симметрией

Рис

. 3. 

Образец

 

оптического

 

датчика

 

тока

 

ОД

-1-1

30

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 2(13), 

июнь

 2019

Опыт

 

внедрения


Page 5
background image

БЛОК

 

РЕГИСТРАЦИИ

 

И

 

СВЯЗИ

Блок

 

регистрации

 

и

 

связи

 

представляет

 

собой

 

програм

-

мируемый

 

микроконтроллер

 

с

 

двумя

 

каналами

 

аналого

-

цифрового

 

преобразования

 

со

 

скоростью

 

преобразования

достаточной

 

для

 

измерения

 

параметров

 

грозовых

 

и

 

ком

-

мутационных

 

импульсов

 

тока

Кроме

 

этого

блок

 

оснащен

 

энергонезависимой

 

памятью

 

для

 

хранения

 

данных

а

 

также

 

модулями

 

связи

Для

 

выбора

 

стандарта

 

беспроводной

 

связи

 

для

 

СМ

 

были

 

рассмотрены

 

стандарты

применяемые

 

в

 

настоящее

 

время

 

для

 

систем

 

промышленной

 

телеметрии

 

в

 

условиях

 

жесткой

 

электромагнитной

 

обстановки

 [8–11]:

 

LoRa — 

вид

 

модуляции

наиболее

 

распространен

 

на

 

частоте

 868 

МГц

тип

 

построения

 — 

звезда

;

 

GSM (NB) — 

новый

 

стандарт

 

узкополосной

 

передачи

 

данных

 NB (Narrow Band), 

тип

 

построения

 — 

звезда

;

 

MESH — 

самоорганизующаяся

 

сеть

работающая

 

на

 

частотах

 868 

МГц

 

или

 2,4 

ГГц

основой

 

сети

 

являются

 

устройства

 

на

 

основе

 

протоколов

 ZigBee 

и

 XBee.

Из

 

рассмотренных

 

стандартов

 

радиосвязи

 

наиболее

 

предпочтительным

 

оказался

 

стандарт

 LoRa, 

так

 

как

 

клю

-

чевой

 

особенностью

 

радиоинтерфейса

 LoRa 

является

 

его

 

высокая

 

помехоустойчивость

Основными

 

преимуществами

 

сети

 

на

 

основе

 

модуляции

 LoRa 

являются

:

 

большая

 

дальность

 

передачи

 

радиосигнала

 

по

 

сравне

-

нию

 

с

 

другими

 

беспроводными

 

технологиями

использу

-

емыми

 

для

 

телеметрии

:

• 10÷15 

км

 

на

 

открытой

 

местности

• 1÷3 

км

 

в

 

городской

 

застройке

• 0,5÷1 

км

 

внутри

 

помещений

;

 

низкое

 

энергопотребление

 

конечных

 

устройств

благо

-

даря

 

минимальным

 

затратам

 

энергии

 

на

 

передачу

 

небольшого

 

пакета

 

данных

;

 

высокая

 

проникающая

 

способность

 

радиосигнала

 

в

 

го

-

родской

 

застройке

 

при

 

использовании

 

частот

 

субгига

-

герцевого

 

диапазона

;

 

высокая

 

помехозащищенность

 

благодаря

 

использова

-

нию

 

сигналов

 

с

 

расширенным

 

спектром

;

 

высокая

 

масштабируемость

 

сети

 

на

 

больших

 

территори

-

ях

 — 

способность

 

справляться

 

с

 

увеличением

 

рабочей

 

нагрузки

 

при

 

добавлении

 

аппаратных

 

ресурсов

;

 

отсутствие

 

проблем

 

в

 

получении

  «

частотного

 

разреше

-

ния

» 

и

 

платы

 

на

 

радиочастотный

 

спектр

 

из

-

за

 

использо

-

вания

 

нелицензируемых

 

частот

 (ISM band).

При

 

неустойчивой

 

радиосвязи

  (

в

 

условиях

 

холмистой

 

местности

 

или

 

при

 

дальности

 

передачи

 

радиосигнала

 

более

 

10 

км

применяются

 

ретрансляторы

Ретрансляторы

 

уста

-

навливаются

 

на

 

опорах

 

ВЛ

их

 

количество

 

определяется

 

конкретными

 

условиями

 

эксплуатации

 

СМ

Электропитание

 

ретрансляторов

 

осуществляется

 

с

 

помощью

 

автономных

 

источников

 

питания

 (

АИП

), 

аналогичных

 

по

 

структуре

 

и

 

со

-

ставу

 

АИП

используемым

 

для

 

питания

 

блоков

 

регистрации

 

и

 

связи

 (

рисунок

 1).

МОДУЛЬ

АВТОНОМНОГО

 

ИСТОЧНИКА

 

ПИТАНИЯ

Для

 

выбора

 

АИП

 

проведен

 

сравнительный

 

анализ

 

наи

-

более

 

распространенных

 

методов

 

прямого

 

преобразова

-

ния

 

различных

 

видов

 

энергии

 

в

 

электрическую

 

энергию

 

[12–16]. 

При

 

этом

 

были

 

рассмотрены

 

как

 

традиционные

 

методы

 

преобразования

  (

фотовольтаический

термо

-

электрический

пьезоэлектрический

термоэмиссион

-

ный

), 

так

 

и

 

нетрадиционные

 

методы

в

 

которых

 

исполь

-

зуется

 

извлечение

 

энергии

 

из

 

низко

и

 

среднечастотных

 

электромагнитных

 

полей

  (

индуктивный

емкостный

ре

-

зонансный

радиочастотный

). 

По

 

результатам

 

проведен

-

ного

 

анализа

 

был

 

выбран

 

АИП

 

на

 

солнечных

 

батареях

 

[17] 

с

 

рабочей

 

мощностью

 

несколько

 

десятков

 

ватт

 

со

-

вместно

 

с

 

резервным

 

источником

 

питания

 — 

аккумуля

-

торной

 

батареей

В

 

качестве

 

контроллера

 

АИП

 

используется

 

стандарт

-

ный

 

блок

 LS1024 

фирмы

 LPSolar, 

выполняющий

 

набор

 

функций

 

по

 

обеспечению

 

бесперебойного

 

питания

 

на

-

грузки

.

Модуль

 

АИП

 

выполняет

 

следующие

 

функции

:

 

питание

 

цифровых

 

микросхем

 

стабилизированным

 

напряжением

 

с

 

переключением

 

на

 

резервный

 

источ

-

ник

  (

аккумуляторную

 

батарею

в

 

случае

 

отсутствии

 

энергии

 

от

 

основного

 

источника

;

 

формирование

 

опорного

 

напряжения

;

 

заряд

 

литий

-

ионной

 

аккумуляторной

 

батареи

 

с

 

пере

-

ключением

 

из

 

режима

 

стабилизации

 

тока

 

в

 

режим

 

стабилизации

 

напряжения

;

 

прекращение

 

заряда

 

аккумуляторной

 

батареи

 

при

 

недостаточности

 

энергии

необходимой

 

для

 

питания

 

электронных

 

узлов

 

устройства

;

 

отключение

 

аккумуляторной

 

батареи

 

в

 

случае

 

ее

 

раз

-

ряда

 

до

 

предельно

 

допустимого

 

уровня

 

или

 

КЗ

ПРОГРАММНОЕ

 

ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Программное

 

обеспечение

 

автоматизированного

 

рабоче

-

го

 

места

 (

АРМ

представляет

 

собой

 Windows-

приложение

совместимое

 

с

 

операционной

 

системой

 Windows 10.

Основные

 

функции

 

программного

 

обеспечения

 

АРМ

:

 

сетевое

 

взаимодействие

 

с

 

цифровыми

 

регистратора

-

ми

 

и

 

модемом

;

 

непрерывный

 

мониторинг

 

состояния

 

ОПН

;

 

автоматизированный

 

контроль

 

работоспособности

 

системы

;

 

сохранение

 

поступающей

 

от

 

ОПН

 

информации

;

 

сохранение

 

данных

 

мониторинга

 

в

 

таблицах

 Microsoft 

Excel;

 

принудительный

 

опрос

 

регистраторов

;

 

настройка

 

цифровых

 

регистраторов

 

и

 

модема

;

 

калибровка

 

оптических

 

датчиков

 

цифровых

 

регистра

-

торов

;

 

цветовая

 

индикация

 

состояния

 

ОПН

.

31


Page 6
background image

ОСНОВНЫЕ

 

ФУНКЦИИ

 

ПРОГРАММЫ

1. 

Непрерывный

 

контроль

 

состояния

 

ОПН

 

выполняется

 

автоматически

В

 

случае

 

поступления

 

в

 

программу

 

АРМ

 

данных

свидетельствующих

 

об

 

аварийном

 

состоянии

 

ОПН

выполняется

 

подсветка

 

соответствующей

 

строки

 

таблицы

 (

рисунок

 4) 

красным

 

цветом

.

2. 

Передача

 

на

 

монитор

 

диспетчера

 

АРМ

 

сообщений

 

в

 

слу

-

чае

 

превышения

 

контролируемых

 

параметров

 

ОПН

 

до

-

пустимых

 

значений

 

или

 

скачкообразного

 

их

 

изменения

 

совместно

 

с

 

информацией

 

о

 

времени

 

и

 

точке

 

наблюде

-

ния

 

выполняется

 

автоматически

.

3. 

Периодическое

 

подтверждение

 

работоспособности

 

дат

-

чиков

 

по

 

результатам

 

самодиагностики

 

выполняется

 

ав

-

томатически

.

4. 

Протоколирование

 

и

 

архивирование

 

всей

 

поступившей

 

информации

 

выполняется

 

автоматически

.

5. 

Предусмотрено

 

удаленное

 

управление

 

системой

 

мони

-

торинга

в

 

том

 

числе

 

принудительный

 

опрос

 

и

 

изменение

 

настроек

.

6. 

Результаты

 

мониторинга

 

состояния

 

ОПН

 

предоставля

-

ются

 

пользователю

 

в

 

интуитивно

 

понятной

 

форме

Нор

-

мально

 

функционирующие

 

ОПН

 

отображаются

 

зеленым

 

цветом

ОПН

от

 

которых

 

не

 

поступает

 

информация

, — 

белым

 

цветом

ОПН

у

 

которых

 

зафиксированы

 

превы

-

шения

 

рабочих

 

параметров

, — 

желтым

 

цветом

  (

напри

-

мер

когда

 

ток

 

утечки

 

превышает

 1,2 

мА

 — 

значение

при

 

котором

 

необходимо

 

ставить

 

вопрос

 

о

 

замене

 

ОПН

). 

Дефектные

 

ОПН

которые

 

подлежат

 

замене

, — 

красным

 

цветом

  (

ток

 

утечки

 

превышает

 

предельное

 

значение

при

 

котором

 

ОПН

 

должен

 

быть

 

выведен

 

из

 

работы

на

-

пример

, 1,5 

мА

).

7. 

По

 

умолчанию

 

вся

 

информация

 

о

 

работе

 

ОПН

 

представ

-

ляется

 

оператору

 

в

 

табличной

 

форме

При

 

необходимо

-

сти

 

информация

полученная

 

от

 

ОПН

может

 

быть

 

об

-

работана

 

в

 

программе

 Microsoft Excel, 

в

 

табличном

 

или

 

графическом

 

виде

 (

в

 

том

 

числе

 

в

 

форме

 

тренда

).

Рис

. 4. 

Главное

 

окно

 

программы

КОНСТРУКТИВНОЕ

 

ИСПОЛНЕНИЕ

Конструктивно

 

элементы

 

программно

-

аппаратного

 

комплек

-

са

 

на

 

ВЛ

 150 

кВ

 «

Л

-156» 

филиала

 

ПАО

 «

МРСК

 

Северо

-

За

-

пада

» — «

Колэнерго

» 

установлены

 

в

 

стальном

 

монтажном

 

шкафу

 

со

 

степенью

 

защиты

 IP66 (

рисунок

 5). 

На

 

верхней

 

стенке

 

шкафа

 

крепятся

 

антенны

 

радиомодулей

закрытые

 

радиопрозрачными

 

кожухами

Стык

 

между

 

нижней

 

кромкой

 

кожуха

 

и

 

корпусом

 

шкафа

 

герметизируется

обеспечивая

 

тем

 

самым

 

защиту

 

антенн

 

и

 

высокочастотных

 

разъемов

 

от

 

климатических

 

и

 

механических

 

воздействий

.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Положительный

 

эффект

 

от

 

внедрения

 

аппаратно

-

программ

-

ного

 

комплекса

 

удаленного

 

мониторинга

 

линейных

 

ОПН

 

под

 

рабочим

 

напряжением

 

на

 

ВЛ

 

филиала

 

ПАО

 «

МРСК

 

Северо

-

Запада

» — «

Колэнерго

» 

будет

 

достигнут

 

по

 

следующим

 

на

-

правлениям

:

 

снижение

 

затрат

 

на

 

периодическую

 

диагностику

 

линей

-

ных

 

ОПН

 

повышение

 

эффективности

 

и

 

качества

 

диагностических

 

работ

 

за

 

счет

 

применения

 

новых

 

более

 

точных

 

методов

 

контроля

 

технического

 

состояния

 

ОПН

;

 

снижение

 

издержек

 

на

 

ремонтно

-

восстановительные

 

работы

 

за

 

счет

 

своевременного

 

выявления

 

и

 

устранения

 

дефектов

 

ОПН

;

 

снижение

 

аварийности

 

объектов

 

электросетевого

 

хозяй

-

ства

 

и

 

повышение

 

надежности

 

их

 

работы

.

Рис

. 5. 

Установка

 

шкафа

 

с

 

элементами

 

СМ

 

на

 

опоре

 

ВЛ

 150 

кВ

 «

Л

-156»

32

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 2(13), 

июнь

 2019

Опыт

 

внедрения


Page 7
background image

Применение

 

системы

 

мониторинга

 

линейных

 

ОПН

 

на

 

объектах

 

электросетевого

 

хозяйства

 

позволит

 

пред

-

упреждать

 

возникновение

 

аварийных

 

ситуации

 

на

 

ВЛ

оперативно

 

и

 

более

 

эффективно

 

планировать

 

сервисные

 

и

 

ремонтные

 

работы

перейти

 

на

 

эксплуатацию

 

ОПН

 

по

 

техническому

 

состоянию

Полученные

 

по

 

результатам

 

мониторинга

 

данные

 

могут

 

быть

 

использованы

 

для

 

раз

-

работки

 

мероприятий

 

по

 

защите

 

оборудования

 

от

 

прямых

 

ударов

 

молнии

 

с

 

последующим

 

обоснованным

 

выбором

 

защитных

 

аппаратов

.  

ЛИТЕРАТУРА

1. 

Демьяненко

 

К

.

Б

К

 

вопросу

 

о

 

необ

-

ходимости

 

диагностики

 

ОПН

 

в

 

про

-

цессе

 

эксплуатации

 // 

Электро

, 2008, 

 3. 

С

. 43–47.

2. 

Дмитриев

 

В

.

Л

Диагностика

 

ОПН

 

в

 

эксплуатации

Достоверность

 

оцен

-

ки

 

состояния

 // 

Новости

 

электротех

-

ники

, 2007, 

 5(47).

3. 

Дмитриев

 

М

.

В

Регистрация

 

числа

 

срабатываний

 

ОПН

необходимость

 

или

 

излишество

 // 

Новости

 

электро

-

техники

, 2008, 

 1(49).

4. 

Потапов

 

В

.

Т

., 

Потапов

 

Т

.

В

., 

Кухта

 

А

.

В

.,

Удалов

 

М

.

Е

., 

Мамедов

 

А

.

М

Во

 

ло

-

конн

o-

оптические

 

датчики

 

магнитно

-

го

 

поля

 

и

 

электрического

 

тока

 

на

 

ос

-

нове

 

эффекта

 

Фарадея

 

в

 

кристаллах

 

Bi12GeO20 

и

 Bi12SiO20 // 

Спецвыпуск

 

«

Фотон

-

Экспресс

» — 

Наука

, 2005, 

 6. 

С

. 166–176.

5. 

Абраменкова

 

И

., 

Корнеев

 

И

., 

Троиц

-

кий

 

Ю

Оптические

 

датчики

 

тока

 

и

 

на

-

пряжения

 // 

Компоненты

 

и

 

Техноло

-

гии

, 2010, 

 8. 

С

. 60–64.

6. 

Абусев

 

В

.

М

., 

Караваев

 

П

.

М

Бескон

-

тактный

 

термостабильный

 

датчик

 

на

-

пряженности

 

постоянных

 

и

 

переменных

 

электрических

 

полей

 

на

 

основе

 

элек

-

трооптического

 

эффекта

 

в

 

кристалле

 

Bi12SiO20 (BSO). 

Патент

 

РФ

 

 83340 

на

 

полезную

 

модель

Патентооблада

-

тель

ООО

 «

Силлениты

», 2009.

7. 

Ярив

 

А

., 

Юх

 

П

Оптические

 

волны

 

в

 

кристаллах

М

.: 

Мир

, 1987. 616 

с

.

8. 

Вишневский

 

В

.

М

., 

Ляхов

 

А

.

И

., 

Порт

-

ной

 

С

.

Л

., 

Шахнович

 

И

.

В

Широкопо

-

лосные

 

беспроводные

 

сети

 

передачи

 

информации

М

.: 

Техносфера

, 2005. 

592 

с

.

9. 

Шахнович

 

И

Современные

 

техноло

-

гии

 

беспроводной

 

связи

М

.: 

Техно

-

сфера

, 2006. 287 

с

.

10. 

Современные

 

телекоммуникации

Тех

-

нологии

 

и

 

экономика

Под

 

общ

ред

С

.

А

Довгого

М

.: 

Эко

-

Трендз

, 2003. 320 

с

.

11. 

Григорьев

 

В

.

А

., 

Лагутенко

 

О

.

И

., 

Рас

-

паев

 

Ю

.

А

Сети

 

и

 

системы

 

радиодо

-

ступа

М

.: 

Эко

-

Трендз

, 2005. 384 

с

.

12.  Lee V.C. Energy harvesting for wireless 

sensor networks [dissertation]. Univer-
sity of California, Berkeley, Calif

о

rnia, 

USA, 2012.

13. Covic G.A., Boys J.T. Inductive Power 

Transfer» Proc. IEEE101(6), 1276–1289 
(2013).

14.  M.  Song,  P.  Belov,  Kapitanova  P.  Wire-

less power transfer inspired by the mod-
ern trends in electromagnetic, Applied 
Physics Reviews, No. 4, 021102 (2017).

15.  Abdin Z. et al. Solar energy harvesting 

with the application of nanotechnology, 
Renewable and Sustainable Energy Re-
views, 26, 837–852 (2013).

16.  Ahrend U., König K. ABB Corporate Re-

search Germany. The Role of Energy 
Harvesting in Creating Reliable WSN», 
Energy Harvesting & Storage Europe 
2014, Berlin, April 01-02, 2014.

17. 

Виссарионов

 

В

.

И

., 

Дерюгина

 

Г

.

В

., 

Куз

-

нецова

 

В

.

А

., 

Малинин

 

Н

.

К

Солнечная

 

энергетика

М

.: 

МЭИ

, 2008. 317 

с

.

33


Читать онлайн

В 2017–2018 годах в филиале ПАО «МРСК Северо-Запада» — «Колэнерго» совместно с ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ» разработан и внедрен проект по контролю подвесных ограничителей перенапряжений нелинейных (ОПН) на ВЛ 150 кВ с использованием программно-аппаратного комплекса, осуществляющего непрерывный контроль технического состояния ОПН.

Поделиться: