64
АНАЛИТИКА
СЕТИ РОССИИ
64
В
последние
годы
отмечается
резкий
рост
потребления
электрической
энер
-
гии
на
Черноморском
побережье
Крас
-
нодарского
края
,
который
достигает
20%
в
год
.
Основные
нагрузки
приходятся
на
летний
период
,
когда
температура
воздуха
в
дневное
время
нередко
превышает
+40
о
С
.
Существующая
сеть
110
кВ
Юго
-
Западного
энергорайона
Кубанской
энергосистемы
под
-
вергается
всё
большим
нагрузкам
.
Создание
ремонтных
схем
крайне
затруднено
в
связи
с
тем
обстоятельством
,
что
пропускная
способ
-
ность
ВЛ
определяется
расчётным
путём
ис
-
ходя
из
технических
характеристик
провода
и
температуры
воздуха
.
Система
температурного
мониторинга
(
СТМ
)
предназначена
для
удалённого
контроля
тем
-
пературы
фазных
проводов
ВЛ
,
а
также
нако
-
пления
,
хранения
,
отображения
получаемых
данных
в
графическом
или
текстовом
виде
и
,
при
необходимости
,
их
экспорта
в
другие
систе
-
мы
.
В
качестве
сопутствующих
функций
,
дат
-
чики
системы
позволяют
измерять
силу
тока
и
температуру
окружающей
среды
.
СТМ
не
требует
значительных
капитальных
вложений
как
на
этапе
создания
,
так
и
на
этапе
развития
в
части
охвата
дополнительных
ВЛ
и
предоставления
информации
дополнительным
пользователям
.
Применение
СТМ
обеспечивает
непосред
-
ственный
контроль
за
температурным
режимом
работы
ВЛ
.
Это
позволяет
использовать
макси
-
мальную
пропускную
способность
ВЛ
и
миними
-
зировать
риск
возникновения
технологических
нарушений
.
ПРИНЦИП
ИЗМЕРЕНИЯ
ТЕМПЕРАТУРЫ
ФАЗНОГО
ПРОВОДА
ВЛ
Ключевой
частью
СТМ
являются
датчики
телеметрического
контроля
,
которые
устанав
-
ливаются
непосредственно
на
фазный
провод
,
измеряют
и
передают
на
центральный
сервер
данные
о
его
температуре
и
протекающем
токе
.
Эти
данные
в
свою
очередь
позволяют
эффек
-
тивно
контролировать
процесс
повышения
на
-
грузки
на
ВЛ
и
предупреждать
превышение
пре
-
дельно
допустимой
температуры
провода
.
Модуль
измерения
температуры
монтирует
-
ся
на
фазный
провод
ВЛ
в
одном
из
пролётов
,
ограниченном
промежуточными
,
анкерными
или
анкерно
-
угловыми
опорами
любого
типа
.
Предпочтительной
является
установка
в
од
-
ном
из
пролётов
,
потенциально
подверженных
большему
нагреву
из
-
за
отсутствия
или
затруд
-
нения
естественного
охлаждения
,
а
также
от
-
носящихся
к
числу
критических
с
точки
зрения
риска
нарушения
нормативных
требований
к
га
-
бариту
провода
до
земли
или
до
пересекаемых
объектов
(
других
ЛЭП
,
коммуникаций
,
строений
или
иных
объектов
).
Устройство
крепится
на
проводе
ВЛ
на
расстоянии
нескольких
метров
от
опоры
или
изолятора
.
Измерение
темпера
-
туры
провода
производится
контактным
спосо
-
Внедрение системы
температурного
мониторинга ВЛ 110 кВ
В целях повышения надёжности функционирования электросетевого ком-
плекса в части обеспечения безопасной эксплуатации и более полного ис-
пользования пропускной способности ВЛ по условиям нагрева проводов в
ПАО «Кубаньэнерго» внедрена система мониторинга температуры проводов.
Борис ЛИТАШ,
начальник отдела технологического развития и инноваций, к.т.н.,
Владимир БОГДАН, начальник службы электрических режимов, к.т.н.,
ПАО «Кубаньэнерго»
в
о
з
д
у
ш
н
ы
е
Л
Э
П
воздушные ЛЭП
65
№
4 (31) 2015
65
бом
,
с
помощью
чувствительного
температурного
сенсора
.
Данные
измерений
по
радиоканалу
передаются
с
заданной
периодичностью
на
базовую
станцию
(
БС
),
а
от
неё
передаются
на
центральный
сервер
системы
.
СОСТАВ
СТМ
СТМ
состоит
из
трёх
основных
компонентов
:
•
дистанционного
измерительного
модуля
(
ДИМ
);
•
базовой
станции
приёма
и
ретрансляции
дан
-
ных
;
•
центрального
сервера
системы
(
сервер
СТМ
).
ДИМ
выполнен
в
ударопрочном
герметичном
корпусе
,
снабжённом
средством
крепления
к
прово
-
ду
ВЛ
.
Внутри
корпуса
размещаются
блок
питания
и
измерительно
-
передающий
модуль
.
В
состав
изме
-
рительно
-
передающего
модуля
устройства
входят
блок
управления
,
блок
получения
и
преобразования
сигналов
состояния
провода
,
блок
связи
и
передачи
данных
.
Устройство
модуля
,
закреплённого
на
проводе
,
показано
на
рис
. 1.
Совокупность
датчиков
3, 5, 6, 7, 8, 9
составляет
блок
инструментального
контроля
положения
и
по
-
ведения
провода
или
грозозащитного
троса
в
усло
-
виях
внешних
воздействий
.
Контролируемые
указан
-
ными
датчиками
параметры
позволяют
,
используя
данные
прямых
измерений
и
данные
,
получаемые
в
результате
расчётов
,
определить
такие
важные
ха
-
рактеристики
положения
провода
,
как
угол
наклона
к
уровню
горизонта
,
угол
поворота
вокруг
продольной
оси
и
использовать
их
в
дальнейшем
анализе
и
кон
-
троле
.
Поведение
провода
в
условиях
внешних
воздей
-
ствий
характеризуют
такие
регистрируемые
измери
-
тельным
блоком
данные
,
как
частота
и
амплитуда
его
колебаний
,
позволяющие
,
в
частности
,
судить
об
эффективности
работы
установленных
на
про
-
воде
гасителей
вибрации
.
Сопоставление
данных
о
температуре
окружающей
среды
,
температуре
провода
,
изменении
угла
провиса
провода
,
величи
-
не
тяжения
провода
,
его
габарите
до
земли
и
угле
наклона
к
горизонтали
.
Информация
о
температу
-
ре
провода
и
данные
измерений
габарита
до
земли
являются
важнейшим
показателем
допустимости
выбранного
для
данной
опера
-
тивной
и
метеорологической
обстановки
режима
работы
ВЛ
,
на
основании
анализа
которого
может
быть
принято
решение
о
целесообразности
дальнейшего
повышения
или
необходимости
снижения
токовой
нагрузки
.
Базовая
станция
СТМ
пред
-
ставляет
собой
микропроцес
-
сорный
блок
,
смонтированный
в
электромонтажном
шкафу
,
и
включает
в
себя
одноплатный
компьютер
с
разъёмами
для
подключения
к
серверу
СТМ
,
радиомодуль
для
приёма
сигна
-
ла
от
измерительного
модуля
,
GPRS-
модем
для
организации
беспроводной
передачи
данных
на
сервер
и
обслуживания
БС
.
Все
компоненты
объединены
в
единую
систему
,
которая
ра
-
ботает
от
переменного
или
по
-
стоянного
тока
,
в
зависимости
от
наличия
источника
электро
-
питания
рядом
с
БС
.
В
случае
кратковременного
отсутствия
внешнего
электропитания
БС
может
работать
от
встроенного
автономного
аккумулятора
по
-
стоянного
тока
.
При
возобнов
-
лении
внешнего
питания
,
ак
-
кумулятор
переходит
в
режим
подзарядки
.
БС
является
связующим
зве
-
ном
между
измерительным
мо
-
дулем
и
центральным
сервером
СТМ
и
осуществляет
первичный
сбор
данных
измерений
,
управ
-
В
состав
модуля
входят
:
1 —
корпус
устройства
,
включающий
герметический
отсек
для
размещения
электронных
устройств
;
2 —
токоведущий
провод
;
3 —
датчик
измерения
температуры
провода
и
воздуха
(
на
корпусе
модуля
);
4 —
блок
питания
в
составе
аккумуляторной
батареи
;
5 —
датчик
измерения
ускорения
движения
(
акселерометр
трёхпозиционный
,
включающий
G-
сенсор
для
ориентации
установленного
на
проводе
устройства
в
пространстве
);
6 —
датчик
Холла
для
определения
величины
тока
,
протекающего
по
проводу
;
7 —
инклинометр
для
определения
изменения
угла
наклона
провода
к
горизонтали
;
8 —
электронный
высокоточный
хронометр
,
аннотирующий
данные
всех
измерений
точными
временными
параметрами
,
позволяющий
устанавливать
интервалы
между
измерением
контролируемых
параметров
;
9 —
микропроцессор
для
преобразования
измеряемых
параметров
в
цифровой
формат
с
устройством
накопления
данных
;
10 —
антенна
блока
приёма
и
передачи
данных
;
11 —
блок
датчиков
инструментального
контроля
положения
и
поведения
провода
.
Рис
. 1.
Дистанционный
измерительный
модуль
1
3, 5, 7–11
2
6
4
66
СЕТИ РОССИИ
ляет
режимом
работы
модуля
,
принимает
телеме
-
трическую
информацию
.
БС
может
обслуживать
несколько
модулей
,
находящихся
в
зоне
приёма
радиосигнала
.
В
базовой
станции
радиосигнал
от
модуля
пре
-
образовывается
в
GSM-
сигнал
или
в
электрический
сигнал
для
проводной
связи
,
таким
образом
,
в
си
-
стеме
температурного
мониторинга
расширяются
возможные
способы
передачи
данных
на
сервер
обработки
данных
,
расположенный
на
большом
удалении
от
точки
измерения
температуры
про
-
вода
ВЛ
,
неограниченные
зоной
приёма
радиосиг
-
нала
.
Центральный
сервер
СТМ
одновременно
обслу
-
живает
множество
базовых
станций
.
Посредством
специализированного
программного
обеспечения
сервер
получает
все
данные
измерений
,
хранит
и
обеспечивает
отображение
на
мониторах
пользова
-
телей
через
стандартный
WEB-
браузер
.
ПРИНЦИП
СБОРА
ДАННЫХ
ИЗМЕРЕНИЙ
С
помощью
блока
передачи
данных
измеритель
-
ного
модуля
аналоговые
сигналы
преобразуются
в
цифровой
формат
,
сохраняются
и
накапливаются
до
момента
их
поступления
в
блок
передачи
данных
.
Из
блока
передачи
данных
информация
передаёт
-
ся
по
установленному
беспроводному
каналу
связи
на
обслуживающую
модуль
ДИМ
базовую
станцию
,
где
хранится
до
момента
передачи
серверу
сбора
данных
.
Связь
между
базовой
станцией
и
сервером
сбора
данных
СТМ
может
быть
осуществлена
нескольки
-
ми
способами
:
проводным
,
беспроводным
и
сме
-
шанным
.
Под
проводным
способом
подразумевается
под
-
ключение
БС
к
локальной
вычислительной
сети
се
-
тевой
компании
по
технологии
Ethernet 100
Мбит
/
с
,
в
которую
,
в
свою
очередь
,
скоммутирован
сервер
СТМ
.
Возможно
также
локальное
подключение
БС
к
серверу
по
интерфейсу
RS-485,
но
такой
вари
-
ант
реализуем
только
на
небольшом
удалении
сер
-
вера
и
БС
.
Беспроводной
способ
сбора
данных
измерений
реализуется
через
подключение
базовой
станции
к
сети
оператора
сотовой
связи
стандарта
GSM.
В
базовой
станции
предусмотрен
GPRS-
модем
,
в
который
устанавливается
SIM-
карта
выбранного
оператора
связи
.
При
этом
сервер
СТМ
опрашивает
базовую
станцию
через
сеть
Интернет
по
принципу
точка
-
точка
.
В
этом
варианте
используется
шиф
-
рованное
соединение
,
подтверждаемое
цифровой
подписью
.
Доступ
к
БС
контролируется
вводом
ло
-
гина
и
пароля
.
Клиентская
часть
системы
температурного
мони
-
торинга
ВЛ
представляет
собой
WEB-
приложение
,
не
требующее
инсталляции
на
ПК
.
Пользователем
или
оператором
системы
СТМ
ВЛ
может
быть
любой
сотрудник
,
для
WEB-
браузера
которого
доступен
IP-
адрес
или
DNS-
имя
сервера
СТМ
.
Для
входа
в
си
-
стему
достаточно
набрать
адрес
или
имя
сервера
в
адресной
строке
браузера
и
ввести
логин
и
пароль
.
В
случае
,
если
пользователи
системы
и
сервер
СТМ
находятся
в
разных
вычислительных
сетях
,
необхо
-
димо
обеспечить
маршрутизацию
пакетов
данных
между
сервером
и
пользователями
.
Результатом
работы
СТМ
является
вывод
на
монитор
пользователя
текущей
температуры
про
-
вода
ВЛ
и
информации
о
соответствии
этой
тем
-
пературы
установленным
нормам
.
При
достижении
опасного
порога
температуры
система
выдаёт
пред
-
упреждение
,
при
превышении
допустимого
порога
система
отображает
статус
тревоги
.
Кроме
того
,
система
позволяет
отобразить
данные
измере
-
ний
за
выбранный
пользователем
период
в
виде
графика
.
ВЫВОДЫ
В
результате
выполнения
работы
на
ВЛ
110
кВ
«
Варениковская
—
Гостагаевская
»
и
ВЛ
110
кВ
«
Го
-
стагаевская
—
Джемете
»
установлены
датчики
температуры
провода
.
СТМ
используются
в
работе
оперативно
-
диспетчерских
подразделений
Юго
-
За
-
падных
электрических
сетей
и
Центра
управления
сетями
ПАО
«
Кубаньэнер
-
го
».
Применение
СТМ
обеспечивает
автоматизированный
контроль
работы
ВЛ
в
сложных
режимных
и
метеороло
-
гических
условиях
,
что
позволяет
повы
-
сить
надёжность
и
безопасность
элек
-
троснабжения
потребителей
.
В
том
числе
,
становится
возможным
исполь
-
зовать
максимальную
передающую
способность
контролируемой
линии
с
минимизацией
риска
возникновения
внештатных
отключений
вследствие
нарушения
нормативных
показателей
из
-
за
перегрева
провода
.
Кроме
того
,
датчики
системы
позволяют
измерять
силу
тока
и
температуру
окружающей
среды
.
Оригинал статьи: Внедрение системы температурного мониторинга ВЛ 110 кВ
В целях повышения надёжности функционирования электросетевого комплекса в части обеспечения безопасной эксплуатации и более полного использования пропускной способности ВЛ по условиям нагрева проводов в ПАО «Кубаньэнерго» внедрена система мониторинга температуры проводов.
