CC BY
14ЭНЕРГЕТИКА И АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ЭНЕРГЕТИКА
(ENERGY & ALTERNATIVE ENERGY)
УДК 620.9
Подвязкин С.Д.
студент кафедры «Инноватика и интегрированные системы качества» Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения (г. Санкт-Петербург, Россия)
АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ МОНИТОРИНГА СОСТОЯНИЯ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ
Аннотация: в работе оценивается значимость состояния сетей электроснабжения для передачи электроэнергии с минимальными потерями. Проводится сравнительный анализ существующих устройств мониторинга состояния ВЛ на территории РФ.
Ключевые слова: энергетика, линии электропередач, кабельные линии, мониторинг, надёжность передачи, измеритель тока, прогнозирование.
Транспортировка электроэнергии от электростанции к потребителям является одной из основных задач энергетической отрасли. Основным способом доставки электроэнергии являются воздушные линии электропередачи, которые включают в себя кабельные линии и специальное оборудование для преобразования энергии и её доставки к потребителям. Эффективность и надежность передачи энергии тесно связаны с состоянием электрических сетей. Важной задачей является мониторинг воздушных ЛЭП, который позволяет решать различные трудности в данной области [1].
Процесс передачи электроэнергии через воздушные ЛЭП сопровождается заметными потерями мощности. Эти потери возникают как на оборудовании, ответственном за преобразование энергии, так и на протяженных проводах.
Потери электроэнергии в проводах напрямую зависят от силы тока. Для снижения этих потерь при передаче энергии на большие расстояния используются трансформаторы, которые повышают напряжение и, следовательно, уменьшают силу тока. Это позволяет снизить потери при передаче той же мощности. Однако, при увеличении напряжения возникают различные разрядные явления, которые также способствуют потерям энергии [2]. Установленное на узловых станциях оборудование для перераспределения электроэнергии позволяет контролировать потоки энергии и их параметры, а также оценивать потери и качество электроэнергии.
Одним из устройств в сфере мониторинга ВЛ является разработка ПАО «Сахалинэнерго» совместно с АО «ПИК ЭЛБИ» [3]. Их система рассчитана на воздушные линии с напряжением 6-10-35 кВ. Рабочее название устройства -«УМЛ». Подобное устройство, в отличие от своих конкурентов, не совершает движения по линии, требуя лишь однократной установки на ВЛ специалистом электросетевой службы (рисунок 1). После интеграции на линию, «УМЛ» позволяет дистанционно определить конкретный повреждённый участок ВЛ, распознавать устойчивые и неустойчивые замыкания, нанося полученные данные на карту местности в режиме «онлайн».
Рис. 1. Конструктивное исполнение «УМЛ»
«Канатоход», разработанный компанией ООО «Лаборатория будущего» [4], представляет собой комплексное решение контактного технического обслуживания ВЛ. Устройство позволяет не только наносить на ландшафтную карту полученные при работе данные, как это делает УМЛ, но и создавать высококачественную цифровую модель ЛЭП, а также, при необходимости, производить техническое обслуживание линии в виде нанесения антикоррозийной смазки. В подобном решении контакт с линией электропередач специалиста электросетевой службы сводится к минимуму благодаря исполнению конструкции с основными элементами летательных дронов.
Рис. 2. «Канатоход» на пилотном обследовании выбранного участка ВЛ
В случаях, когда доступ к линии осложнён ввиду погодных или иных условий, но необходима оценка состояния выбранного участка линии, возможно применение способа инфракрасной термографии. Одним из наиболее распространённых представителей подобного класса устройств является тепловизор «Testo» (рисунок 3). Подобное устройство позволяет отследить зоны аномального нагрева компонентов высоковольтной линии с безопасного расстояния, не подвергая опасности специалиста электросетевой службы. Как правило, большинство отказов ЛЭП по причине износа материала внешней оболочки кабеля предваряется повышением температуры из-за постепенно
повышающегося значения сопротивления. Тепловизор «Testo» помогает отследить подобные явления, предоставляя необходимые данные на термограмме. В дальнейшем полученные данные позволяют предотвратить обрыв кабеля, так как появляется информация о конкретном участке линии, требующем вмешательства бригадной службы. Решение не является универсальным и не позволяет провести комплексное обследование линии, но даёт возможность осуществления оценки линии на первоначальном этапе [5].
Рис. 3. Применение тепловизора «Testo» для снятия термограммы токового контура
Отдельно стоит отметить, что каждое из представленных решений занимает собственную нишу на электроэнергетическом секторе Российской Федерации. Использование каждого из них несёт в себе определённые преимущества, и, что не маловажно, позволяет комплексно оценить состояние ВЛ. Подобная информация о состоянии ЛЭП позволяет не допустить обрыва или критического износа отдельно выбранного участка линии, предотвращая тем самым дальнейшее аварийное отключение потребителей от сети.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Самарин А.В. Современные технологии мониторинга воздушных электросетей ЛЭП / Самарин А.В., Рыгалин Д.Б., Шкляев А.А. // Естественные и технические науки. Серия 58. - 2012. - № 2. - С. 341-347.
2. Левченко И.И. Нагрузочная способность и мониторинг воздушных линий электропередачи в экстремальных погодных условиях / И.И. Левченко, Е.И. Сацук // Национальный исследовательский университет "МЭИ". Электричество. - 2008. - № 4. - С. 2- 8.
3. 'Kanatokhod' Robot to Protect HV Lines in Sleet and Icing Conditions [Электронный ресурс]. URL: https://forpost-sz.ru/en7a/2021-08-30/kanatokhod-robot-protect-hv-lines-sleet-and-icing-conditions (дата обращения: 24.07.23).
4. Обследование высоковольтных линий с тепловизорами Testo [Электронный ресурс]. URL: https://www.testo.ru/ru-RU/sfery-primeneniya/obsledovanie-vysokovoltnyh-linij-s-teplovizorami-testo (дата обращения: 24.07.23).
5. «Сахалинэнерго» внедряет новую систему мониторинга воздушных линий электропередачи [Электронный ресурс]. URL: https://www.energyland.info/news-show-tek-electro-166512 (дата обращения: 25.07.23).
Podvyazkin S.D.
Saint-Petersburg State University of Aerospace Instrumentation (Saint-Petersburg, Russia)
ANALYSIS OF MODERN TECHNOLOGIES FOR MONITORING THE CONDITION OF OVERHEAD POWER LINES
Abstract: the paper builds the importance of the state of power supply networks for the transmission of electricity with minimal losses. A comparative analysis of existing overhead line monitoring devices on the territory of the Russian Federation was carried out.
Keywords: power engineering, power lines, cable lines, monitoring, transmission reliability, current meter, forecasting.
