Информационная система контроля гололёдообразования на воздушных линиях электропередачи А.Ф. Дьяков, И.И. Левченко, Ф.А. Дьяков, А.С. Засыпкин,А.А. Аллилуев, Е.И. Сацук, А.И. Быткин РАО «России», РП «Южэнерготехнадзор» МЭС Юга, ЮРГТУ(НПИ), «Южэнергосетьпроект», СКБП и СА

Гололедные явления (ЦЭС Ставропольэнерго)

Гололедные явления (Сочи декабрь 2001г)

Гололедные явления Гололедные явления (МЭС Юга, ВЛ Баксан-Черкесск, апрель 2003г)

Результаты работы

Математическая модель режима плавки гололеда

Алгоритм расчета режима плавки гололеда Еслиt>t макс илиb макс >b г Выполнять для всех участков ВЛ Расчет индуктивного сопротивления питающей сети и ЭДС плавки Расчет максимально допустимого тока плавки, тока препятствующего образованию гололеда, Т-минутного тока плавки Начало Исходные данные: параметры схемы плавки; параметры ВЛ; условия плавки гололеда Начальная температура провода в фазах равна температуре воздуха; t =0 ; Выполнять для всех циклов плавки Расчет тепловых сопротивлений, сопротивления контура плавки, токов в фазах Расчет тока плавки Выполнять для всех участков ВЛ Расчет приращения температуры провода без гололеда в фазах Если температура про- вода больше 2°С Расчет приращения температуры провода под гололедом в фазах Расчет уменьшения толщины стенки гололеда в фазах Расчет температуры провода и толщины стенки гололеда в фазах, t:=t+ t Расчет времени плавки t пл =t Конец Вывод результатов 1 1

Комплекс программ ГОЛОЛЕД

Исходные данные для расчета параметры ВЛ: o тип провода; o длина линии; o профиль трассы; параметры схемы плавки: o схема соединения проводов; o напряжение плавки; o сопротивления системы и реактора в цепи питания установки плавки гололеда; условия охлаждения провода: o температура воздуха; o скорость ветра; o направление ветра; параметры гололедной муфты (проектные или по данным наблюдений): o толщина стенки гололеда; o плотность гололеда; o длина гололедной муфты; o гололедная нагрузка на ДГН. Результаты расчета программы «Гололед», «Гололед 110», «Гололед-Трос»: o ток плавки; o ток Т-минутной плавки; o максимально допустимый ток плавки; o ток препятствующий образованию гололеда; o время плавки; o температура провода; программа «Мост»: o выпрямленное напряжение и ток; o фазные токи; o температура вентилей; o допустимое время по нагреву вентилей. программа «Гололед-ВЛ»: o механические напряжения в проводе; o стрелы провеса; o приведенная толщина стенки гололеда.

Релейная защита от пробоя плеча выпрямительной установки (быстродействующая поперечная дифференциальная защита нулевой последовательности выпрямительных мостов) BM1 РИ-1(1,2) BM2 A B C + _ РИ-1 -1(2,3) BM3

Импульсные реле (а – РИ-1; б – РИ-2)

Состав комплекса релейной защиты УПГ Многоступенчатая максимальная токовая защита Релейная защита от пробоя плеча выпрямительной установки (быстродействующая поперечная дифференциальная защита нулевой последовательности выпрямительных мостов) Релейная защита от коротких замыканий на землю (поперечная дифференциальная токовая защита выпрямительных установок или импульсная максимальная токовая защита) Релейная защита от замыканий на землю (устройство контроля изоляции в цепи постоянного тока) Минимальная токовая защита Сигнализация неисправностей выпрямительной установки

Схема РЗ установки плавки гололеда ПС Центральная 1КА1 1КА2 +ES 1KH1 1SX1 1KA3 1KA4 1KA5 1KA6 1KA7 1KA8 1KA9 1KH4 1KH3 1SX3 1SX2 1KH2 1KL1 1KL2 - ES 2КА2 2KH1 2SX1 2KA3 2KA4 2KA5 2KA6 2KA7 2KA8 2KA9 2KH4 2KH3 2SX3 2SX2 2KH2 2KL1 2KL2 2КА1 1KL1 2KL1 1KL2 KQC KH5 SX4 На отключение выключателя Q 2KL2 1KL3 2KL3 Максимальная токовая защита ВУ-1 KL3 KL4 SG4 В цепи отключения выключателя Q Пуск УРОВ Минимальная токовая защита ВУ-1 Максимальная токовая защита ВУ-2 Минимальная токовая защита ВУ-2

Схема РЗ установки плавки гололеда ПС Центральная 1ТА2(2ТА2) А В С 1КА7 (2KA7) 1КА9 (2KA9) 1КА8 (2KA8) 1КА5 (2KA5) 1КА6 (2KA6) 1КА3 (2KA3) 1КА4 (2KA4) 1КА1 (2KA1) 1КА2 (2KA2) 1SG1 (2SG1) 1SG2 (2SG2) 1SG3 (2SG3) I-IV ступени максимальной токовой защиты ВУ1 И ВУ-2 Минимальная токовая защита ВУ-1 И ВУ-2 1KAW1 (2KAW1) 1TA1.1 (2TA1.1) 1TA1.2 (2TA1.2) 1KAW2 (2KAW2) 1TA1.2 (2TA1.2) 1TA1.3 (2TA1.3) к 1VS3 (2VS3) к 1VS2 (2VS2) к 1VS1 (2VS1) Поперечная дифференциальная защита выпрямительных мостов 1VS1 и 1VS2 (2VS1 и 2VS2) Поперечная дифференциальная защита выпрямительных мостов 1VS2 и 1VS3 (2VS2 и 2VS3)

Схема РЗ установки плавки гололеда ПС Центральная KL3 KL4 KQT SX5 +ES -ES 1KAW1 1KAW2 2KAW1 2KAW2 KA10 1KH6 1KH7 2KH6 2KH7 KH8 13 ВУ-2 ТА3 КА10 РКЗЗ с ТТ в цепи выносного защитного заземления ВУ-1

Схема РЗ установки плавки гололеда ПС Дагомыс ТА1 1,2 и 3 (импульсная) ступени максимальной токовой защиты ВУ Минимальная токовая защита А B C КА7 КА6 КА5 SG2 КА3 КА4 SG1 КА1 КА2 ТА2 + ВУ- ВУ QS2 КА8 Выносной заземлитель Защита от КЗ на землю 1,2 и 3 (импульсная) ступени максимальной токовой защиты ВУ

Схема РЗ установки плавки гололеда ПС Дагомыс КА1 КА2 КА3 +ES КА4 КА7 КН1 КН2 SX1 SX4 - ES КL1 КL2 КL1 КL3 На отключение выключателя Q КL2 КA5 SX2 KQC SX3 KQT КН3 КA8 КН4 КA6 КН5 КL3 КL4 КН6 Минимальная токовая защита Максимальная токовая защита КL4 КL3 SG3 В цепи отключения выключателя Q Пуск УРОВ – 3 2

Система сигнализации гололеда ССГ а – схема участка сети с ССГ; б – диаграмма работы ССГ

Структурная схема радиосигнализатора а – измерительная и передающая часть; б – принимающая часть

Состав системы: магнитоупругий датчик гололедной нагрузки ДГН; автоматический метеопост (температура воздуха, скорость ветра, влажность); микро процессорный линейный преобразователь МЛП; микропроцессорный приемный преобразователь МПП; прикладное программное обеспечение (комплекс программ «ГОЛОЛЕД»).

Функциональная схема ИСКГ ВЛ

1 – датчик гололедной нагрузки в фазном проводе; 2 – датчик гололедной нагрузки в грозозащитном тросе; 3 – распорки из стержневых изоляторов; 4 – шкаф с аппаратурой линейного преобразователя. Система позволяет измерять температуру воздуха, суммарную гололедно-ветровую нагрузку и ее составляющие – гололедную и ветровую. Пункт контроля на ВЛ кВ (вариант компоновки радиотелемеханической системы)

Пункт контроля на ВЛ 35 кВ (вариант компоновки и схема включения) С – конденсатор; ТН – трансформатор напряжения НОМ-35; ШР – шунтирующий разъединитель; ОПН – ограничитель перенапряжений; МЛП – микропроцессорный линейный преобразователь; 1 – датчик гололедной нагрузки; 2 – шкаф с аппаратурой линейного преобразователя.

Аппаратура системы контроля гололедообразования на ВЛ Пункт контроля на ВЛ 10кВ ПС Обливская ПТФ Ростовэнерго Пункт контроля на ВЛ 220кВ Шепси Дагомыс оп.250 Сочинские электрические сети Кубаньэнерго

Аппаратура системы контроля гололедообразования на ВЛ Пункт контроля на ВЛ 35кВ Ростовэнерго Пункты контроля на ВЛ 220кВ Центральная- Дагомыс оп.150А и оп.218 Сочинские электрические сети Кубаньэнерго

Механические характеристики датчиков гололедной нагрузки Питание Переменное напряжение 15–30В частотой 100Гц; Потребляемая мощность не более 1,5ВА;

Региональная информационная система о гололедообразовании на ВЛ ПК – пункт контроля на ВЛ 10-35кВ; ПК – пункт контроля на ВЛ кВ; ПП – пункт приема

Информационная система позволяет:

Плавка гололеда на ВЛ 330кВ

Прогноз гололедных нагрузок на ВЛ

Схема расстановки пунктов контроля на ВЛ 119 – пункт контроля на ВЛ кВ, номер опоры; – пункт контроля на ВЛ 10-35кВ

Гололедные явления (Ростовэнерго, январь-февраль 2005г)

Гололедные явления (Ростовэнерго, январь-февраль 2005г)

Гололедные явления (Ростовэнерго, январь-февраль 2005г)

Применение колец для ограничения налипания мокрого снега

Изоляционное покрытие проводов с выступами для ограничения налипания мокрого снега

Список литературы 1. Дьяков А.Ф. Системный подход к проблеме предотвращения и ликвидации гололедных аварий в энергосистемах.– М.:Энергоатомиздат, Дьяков А.Ф., Засыпкин А.С., Левченко И.И. Предотвращение и ликвидация гололедных аварий в электрических сетях энергосистем.– Пятигорск, из-во РП «Южэнерготехнад-зор», Левченко И.И., Аллилуев А.А., Сацук Е.И. Модели и методы расчета установок плавки гололеда постоянным током: Учебное пособие/ Юж.-Рос. гос. техн. ун-т. Новочер-касск: ЮРГТУ, – 210с. 4. Левченко И.И., Сацук Е.И., Рябуха Е.В. Программа расчета параметров плавки голо-леда постоянным током на воздушных линиях электропередачи с землей в качестве обратного провода («ГОЛОЛЕД-Z»). – Свидет. об офиц. регистр. программы для ЭВМ Зарегистр. в Реестре программ для ЭВМ – РОСПАТЕНТ, г.Москва. 5. Левченко И.И., Аллилуев А.А., Рябуха Е.В. Расчет параметров плавки гололеда на воз-душных линиях электропередачи: Учебное пособие/ Юж.-Рос. гос. техн. ун-т. Ново-черкасск: ЮРГТУ, Левченко И.И., Засыпкин А.С., Лейдман А.Д. Новые установки плавки гололеда посто-янным током на воздушных линиях электропередачи/VII симпозиум «Электротехника 2010 год» Перспективные виды электротехнического оборудования для передачи и распределения электроэнергии.– Москва: Ассоциация ТРАВЭК, 2003.– Т Левченко И.И., Засыпкин А.С., Аллилуев А.А. Релейная защита выпрямительных уста-новок для плавки гололеда постоянным током// Электричество.–1997. – 9. – С Левченко И.И., Засыпкин А.С., Аллилуев А.А. Способы отключения поврежденной вы-прямительной установки для плавки гололеда// Электричество.–1997.–11. – С Система телеизмерения гололедных нагрузок на воздушных линиях электропередачи 6-35 кВ/ Левченко И.И., Аллилуев А.А. Лубенец А.В. Дьяков Ф.А.// Электрические станции.–1999. – 8. – С Левченко И.И. Система телеизмерения гололедных нагрузок на воздушных линиях электропередачи кВ// Электрические станции.–1999.– 12. – С Левченко И.И. Внедрение новых информационных технологий в систему подготовки персонала электроэнергетики// Изв. вузов. Электромеханика. – – 2. – С