CC BY
39
Key words: locomotive power circuit, equivalent circuit, insulation, capacitor, mathematical model, breakdown, voltage and currents in insulation, capacitance change, temperature.
Kalyakulin Alexey Nikolaevich, senior lecturer, A lexeiruzayandex. ru, Russia, Samara, Samara state University of Railways
УДК 621.315.027.8.019.3; 573.3
ОСОБЕННОСТИ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ВЛЭП-110 КВ В УСЛОВИЯХ РЕЗКО КОНТИНЕНТАЛЬНОГО КЛИМАТА
М.И. Тошходжаева, А.А. Ходжиев
Приведены основные методы диагностирования ВЛЭП-110 кВ в условиях резко континентального климата и этапы проведения ревизии состояния воздушных линий. Предложена комплексная оценка состояний ВЛЭП-110 кВ в условиях резко континентального климата.
Ключевые слова: воздушные линии, диагностирование, опоры, техническое состояние, резко континентальный климат.
В условиях резко континентального климата определённый интерес представляет оценка эффективности совокупного диагностирования воздушной линии электропередачи 110 кВ при её практическом использовании. Возможность проведения диагностирования ВЛЭП под нагрузкой, диапазон поиска дефектов, виды отказов, гетерогенность и типы диагностируемых схем, разновидности моделей диагностики и ряд иных показателей составляют основу оценки эффективности вышеназванных методов [1, 2].
Методы справочника неисправностей используют довольно простые критерии локализации повреждений линий электропередач, расчёты проводятся с помощью несложных действий математики. Для достаточно сложных схем и громоздких размерностей соответственно растёт время, затрачиваемое на обработку имеющейся информации. В данных ситуациях при составлении справочника используют метод декомпозиции или метод априорного моделирования (метод дополнительных опорных элементов, формула Хаусхолдера) [1].
Уменьшить время, затрачиваемое на вычисления, можно применяя достижения технического, лингвистического и программного обеспечения информационных систем. Преимуществом указанного метода является то, что для рассмотрения выбирается малое количество тестовых узлов, а сам справочник строится на основе замеров входных и выходных сигналов. В свою очередь, принятые допуски отрицательно влияют на качество диагностирования [2, 3].
Оценить эффективность поиска дефектов можно путём ввода следующих критериев:
»А = I И - и/ /е р; (!)
»/2 = I И - )/ е ^;
»/3 = I В - ^ )/ е ^,
]=Ы
где 1/у1 - номинальное напряжение сети на у —м участке, В; —напряжение сети при повреждении объекта на у —м участке В; И-множество участков измерения; ^-множество индексов повреждений; /у1 — расчётный ток линии электропередачи в нормальном режиме, А;
—действительный ток на участке сети при повреждениях; А;^1 —температура провода при нормальных условиях, °С; —температура провода при его повреждении, °С;
Оценить критерий эффективности можно при выполнении условия < О, 5п, где п-число замеряемых узлов. В этом случае дефект не обнаруживается. Тогда выбирается другое действие.
Метод нелинейной параметрической идентификации связан со сложностью вычислений нелинейных уравнений. В сравнении с методами справочника неисправностей названному методу для расчётов необходимо множество замеряемых узлов. Указанные свойства вышеназванных методов, связанные с рассмотрением многочисленных тестовых узлов, осложняют их использование в практических целях.
Снижение размерности задачи отождествления и уменьшение времени на проверку можно выполнить по методу параметрической идентификации применяя иерархический подход к диагностированию. Данный метод используется, когда объект находится в работе. Система нелинейных уравнений решается с использованием метода нелинейной параметрической идентификации, отсюда, данному методу можно не предъявлять больших требований, связанных с объёмом расчётов. Этот метод позволяет проводить диагностирование линейных систем.
Диагностирование ВЛЭП включает в себя следующие этапы:
Этап подготовки предназначен для сбора и анализа начальных сведений об объекте обследования и согласования плана инструментального контроля. Для проведения анализа ВЛЭП необходима следующая информация:
- проектные материалы, то есть документация, относящаяся к вопросам строительства ВЛЭП;
- паспорт ВЛЭП;
- параметры эксплуатации ВЛЭП и т д.
365
Стандартные составляющие линии электропередачи, такие как, то-копроводы, грозозащитный трос, опоры и их фундаменты, изоляторы, устройства заземления и линейная арматура проходят обязательный визуальный и инструментальный контроль. В период обследования ВЛЭП рассматриваются состояние трассы её пролегания, а также габаритные параметры проводов и тросов (межфазный промежуток, расстояния до земли, до тела опор и т.д.).
Принимая во внимание предложения работников эксплуатационных организаций высоковольтных линий электропередач, их диагностика может производится выборочно. С учётом положений нормативов, допусков и действующих стандартов оценивается общее состояние ВЛЭП и рабочее состояние её отдельных элементов. Основываясь на оценке этого показателя принимаются соответствующие итоговые решения [4]:
-отдельные элементы (конструкции) ВЛЭП отвечают действующим положениям нормативно-технических актов, во внеплановом ремонте необходимости нет, считаются исправными и дальнейшая эксплуатация возможна;
-отдельные элементы (конструкции) ВЛЭП, не отвечают действующим положениям нормативно-технических актов, являются пригодными к эксплуатации частично , требуют ремонта и после устранения найденных дефектов их можно в последствии эксплуатировать;
-отдельные элементы (конструкции) ВЛЭП ремонту не подвержены, считаются окончательно неисправными, к дальнейшей эксплуатации не допущены, требуется их замена;
-отдельные элементы (конструкции) ВЛЭП соответствуют паспортным номинальным нагрузкам, которые указаны при проектировании, но нагрузкам, возникшим при работе в реальных условиях, или появившихся после реконструкции ВЛЭП не соответствуют. В этом случае данные элементы являются непригодными для эксплуатации, их необходимо модернизировать или заменить;
-отдельные элементы (конструкции) в замене или ремонте не нуждаются, в том случае, если нормированные критерии браковки не завышались, так как изменение нагрузок на ВЛЭП не отмечалось и всё соответствовало действующим нормам.
Основываясь на итогах проведённой ревизии ВЛЭП обосновывается комплексная оценка состояния ВЛЭП-110 кВ, включающую в себя реальное состояние всех её основных составляющих, а именно: опор, фундаментов, проводников, тросов, изоляторов и арматуры. Расчёт комплексной оценки технического состояния ВЛЭП производится с использованием коэффициентов неисправности отдельных элементов, которые можно определить из выражения:
кнЛЭП = 0.4кно + 0.1кнф + 0.3кт + 0.1кнт + 0.07^ + 0.03^ (2)
где 0,4; 0,1; 0,3; 0,1; 0,07; и 0,03 - весовые коэффициенты, которые показывают влияние технического состояния основных элементов линии электропередачи на себестоимость проведённых ремонтных работ при замене всех аварийных элементов ВЛЭП 110 кВ с соответствующими рабочими элементами; кно - коэффициент дефектности опор; кнф - коэффициент дефектности фундаментов; кнп - коэффициент дефектности проводов; кнт -коэффициент дефектности тросов; кни - коэффициент дефектности изоляторов; кна - коэффициент дефектности арматуры.
Основываясь на значении коэффициента неисправности рассматриваемой ВЛЭП-110 кВ, находится комплексная качественная оценка технического состояния каждого элемента (таблица).
Комплексная оценка качества технического состояния ВЛЭП-110 кВ в условиях резко континентального климата
Значение коэффициента неисправности Комплексная качественная оценка технического состояния ВЛЭП
0 Отлично
Меньше, чем 0,3 Удовлетворительно
От 0,31 до 0,6 Неудовлетворительно
0,61 и больше Непригодно
Основываясь на проведённом инструментальном обследовании ЛЭП и исследования параметров её работы, а также документов по проекту, строительству и эксплуатации, подписывается протокол, техотчёт или акт, в которых указывается реальное техническое состояние каждого элемента высоковольтной линии электропередачи и её состояние в общем виде. В итоге, даются предложения по дальнейшей эксплуатации ВЛЭП
[3, 4].
С целью более конкретного диагностирования состояния составных элементов линии электропередачи при резко континентальном климате имеет место применение различных систем мониторинга.
Возможности универсальных систем мониторинга воздушных линий электропередач напряжением 110 кВ в режиме опНпевести контроль технологического режима работы данных линий, следить за температурой металла проводов, определять места однофазных КЗ на землю, определять изоляторы с дефектами, следить за величиной стрелы провеса проводов, делают их приемлемыми для применения в резко континентальных климатических условиях.
От места расположения датчиков, имеющих устройства подсоединения к проводам или устанавливаемых на прямо на них самих, зависит перечень услуг мониторинговой системы линии электропередачи. Данные с датчиков передаются на пульт по радиосвязи.
Мотивы отказов ВЛЭП-110 кВ в условиях вышеназванного климатического региона можно классифицировать следующим образом:
ухудшение изоляционных параметров подвесных изоляторов. Данный процесс длится относительно долго и занимает достаточно много времени. Причиной тому являются наслоение грязи и пыли на поверхности изоляторов, а также внутренние дефекты, появляющиеся посредством образования дендритной структуры внутри изоляционного материала;
механические проблемы с самими проводами ВЛЭП. Данные проблемы могут возникать достаточно внезапно и быстро, в течении нескольких часов. Под воздействием природно-климатических условий происходит температурное удлинение стрелы провеса, колебания проводов из- за ветровых нагрузок, а также образование наледи на поверхности проводов в зимний период;
электро- и магнитодинамические проблемы, возникающие по причине резких колебаний токовой нагрузки на линии, различных видов перенапряжений, разнообразных КЗ на линии.
Подводя итог всему вышесказанному, можно сделать вывод, что при вводе в эксплуатацию новых воздушных линий электропередач напряжением 110 кВ в регионах с резко континентального климатом, необходимо уделять особое внимание вопросам качества и нормам диагностирования.
Список литературы
1. Башкевич В.Я. Мониторинг гололёдно-ветровых и температурных нагрузок воздушных линий электропередачи //Материалы международной НТК" Электроэнергия и будущее цивилизации". Томск, ТГУ. 2004.
2. Арбузов Р.С., Овсянников А.Г. Современные методы диагностики воздушных линий электропередачи. Новосибирск: Наука, 2009. Т. 137. С. 51.
3. Левченко И.И., Сацук Е.И. Нагрузочная способность и мониторинг воздушных линий электропередачи в экстремальных погодных условиях // Электричество, 2008. № 4. С. 2-8.
4. Алешечкин А.М., Макаренко Г.К. Разработка навигационного фильтра для повышения точности определения координат точек теплови-зионных изображений при дистанционной диагностике воздушных линий электропередачи // Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета им. Академика М.Ф. Решетнёва, 2013. №. 1 (47).
368
Тошходжаева Мухайё Исломовна, старший преподаватель, shukrona14_01_2011@,mailru, Таджикистан, Худжанд, Худжандский политехнический институт таджикского техничесогоуниверситета имени академикаМ.С. Осими,
Ходжиев Анвар Абдуллаевич, канд. техн. наук, доцент, hojiev.anvar@bk.ru, Таджикистан, Худжанд, Худжандский политехнический институт таджикского техничесого университета имени академика М.С. Осими
PECULIARITIES OF DIAGNOSTICS OF VLEPЛ110 KV IN CONDITIONS OF STRICTLY CONTINENTAL CLIMATE
M.I. Toshhodzhaeva, A.A. Khodzhiev
The main methods for diagnosing 110 kv overhead lines under conditions of a sharply continental climate are presented. Stages of the audit of the state of overhead lines. A comprehensive assessment of the 110 KV overhead line conditions under conditions of a sharply continental climate is proposed.
Key words: overhead lines, diagnostics, supports, technical condition, sharply continental climate.
Toshkhodzhaeva Muhayo Islomovna, senior lecturer, shukro-nal4 01 201 l@mail.ru, Tajikistan, Khujand, Khujand Polytechnic Institute of the Tajik Technical University named after academician M.S. Osimi,
Khodzhiev Anvar Abdullaevich, candidate of technical sciences, docent, hojiev. anvar@bk. ru, Tajikistan, Khujand, Khujand Polytechnic Institute of the Tajik Technical University named after academician M.S. Osimi
