Аналитические модели движения проводов воздушных высоковольтных линий электропередачи
https://doi.org/10.30724/1998-9903-2022-24-4-154-164
Аннотация
В статье рассматривается задача мониторинга состояния высоковольтных воздушных линий электропередачи с ЦЕЛЬЮ обеспечения бесперебойного и надежного снабжения потребителей электроэнергией.
МЕТОДЫ. В качестве параметров состояния определены стрела провеса, сила тяжения и погонная масса провода, висящего в пролете. Подчеркивается, что полную картину состояния воздушной линии можно установить, определяя спектральный состав колебаний провода с использованием навесных автоматизированных многопараметрических датчиков с акселерометрами в качестве сенсоров. В РЕЗУЛЬТАТЕ показано, что используемые в настоящее время динамические модели описания движения провода как маятника и как туго натянутой струны недостаточно полны для преставления колебания провода во всех трех пространственных координатах, не охватывают колебаний с нечетными гармониками и симметричных колебаний. получена система уравнений, позволяющая описывать пространственные колебания провода по всем трем осям, учитывающая разницу высот точек подвеса провода. В ЗАКЛЮЧЕНИИ показано, что анализ высших гармоник спектра колебаний провода дает возможность определения всех основных механических параметров проводов ВЛЭП.
Об авторе
Д. А. Ярославский
Казанский государственный энергетический университет
Россия
Россия
Ярославский Данил Александрович – канд. техн. наук, доцент кафедры «Теоретические основы электротехники», с.н.с. научно-исследовательской лаборатории «Мониторинг технического состояния и повышение надежности объектов электроэнергетики»
г. Казань
Список литературы
1. Zangl H., Bretterklieber T., Brasseur G. A feasibility study on autonomous online condition monitoring of high-voltage overhead power lines // IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. 2009. Т. 58. №. 5. pp. 1789-1796.
2. Castro P. et al. Study of different mathematical approaches in determining the dynamic rating of overhead power lines and a comparison with real time monitoring data // Applied Thermal Engineering. 2017. Т. 111. pp. 95-102.
3. Lindsey K. E., Spillane P. E., An-Chyun W. Dynamic real time transmission line monitor and method of monitoring a transmission line using the same. Патент США №15725207. 2018.
4. De Paulis F. et al. Detectability of degraded joint discontinuities in HV power lines through TDR-like remote monitoring // IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. 2016. Т. 65. № 12. pp. 2725-2733.
5. Hung K. S. et al. On wireless sensors communication for overhead transmission line monitoring in power delivery systems // 2010 First IEEE International Conference on Smart Grid Communications. IEEE, 2010. pp. 309-314.
6. Aggarwal R.K. et al. An overview of the condition monitoring of overhead lines //Electric Power systems research. 2000. Т. 53. № 1. pp. 15-22.
7. Sun Z., Zhao T., Che C. Design of electric power monitoring system based on ZigBee and GPRS // 2009 international symposium on computer network and multimedia technology. IEEE, 2009. pp. 1-4.
8. Титов Д.Е., Петренко С.А., Сошинов А.Г. Система мониторинга интенсивности гололедообразования "Миг" для воздушных линий электропередачи // Электроэнергетика глазами молодежи. 2015. С. 598-601.
9. Костиков И. Система мониторинга «САТ-1»-эффективная защита ВЛЭП от гололеда// Электроэнергия. Передача и распределение. 2011. № 1-4. С. 32-35
10. Шилин А. Н., Дементьев С. С. Оптический метод регистрации прогибов линейной опоры для диагностики состояния ЛЭП // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2018. Т. 61. № 6. С. 490-497.
11. Кабашов В.Ю. Защита сельских воздушных линий электропередачи 6–10 кВ от низкочастотных колебаний проводов при гололедно-ветровых нагрузках: монография / В.Ю. Кабашов. Уфа: Здравоохранение Башкортостана, 2010. 168 с.
12. Нгуен Ван Ву. Метод определения стрелы провеса провода по периоду его собственных колебаний и усовершенствованная система автоматизированного мониторинга состояния ВЛЭП: дис. … канд. тех. наук. Казанский государственный энергетический университет, 2021.
13. Сацук Е. И. Программно-технические средства мониторинга воздушных линий электропередачи и управления энергосистемой в экстремальных погодных условиях [Текст]: дис. … д-ра тех. наук. – Новочеркасск, 2011. С.314
14. Yaroslavsky D.A., Sadykov M.F., Ivanov D.A. et al. Methodology of ice coating monitoring on overhead transmission lines considering misalignment using wireless communication channel sensors// ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2017. V. 12. №22. pp. 6479-6482.
15. Кабашов В.Ю. Повышение надежности сельских воздушных линий электропередачи 10 (6) кВ в условиях воздействия ветровых и гололедных нагрузок [Текст]: дис. …докт. техн. наук. МГАУ. Москва. 2011. 353 с.
16. Ланда П.С. Срывной флаттер как один из механизмов возбуждения автоколебаний линий электропередач // Известия высших учебных заведений. Прикладная нелинейная динамика. 2009. Т. 17. № 2. С. 3-15. DOI 10.18500/0869-6632-2009-17-2-3-15.
17. Sadykov M.F., Yaroslavsky D.A., Ivanov D.A., Galiyeva T.G., Goryachev M.P., Tyurin V.A. Inclinometric method for determining the mechanical state of an overhead power transmission line // E3S Web of Conferences. 2019 International Scientific and Technical Conference Smart Energy Systems, SES 2019. 2019. С. 05022.
18. Прохоров А.М. Физическая энциклопедия. М.: Сов. энциклопедия. Т.5. Стробоскопические приборы. Яркость. 1998. С.10.
19. Ярославский Д.А., Нгуен В.В., Садыков М.Ф., Горячев М.П., Наумов А.А. Модель собственных гармонических колебаний провода для задач мониторинга состояния воздушных линий электропередачи. Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2020. T. 22. № 3. c. 97-106. https://doi.org/10.30724/1998-9903-2020-22-3-97-106
20. Садыков М.Ф., Ярославский Д.А., Иванов Д.А. и др. Внедрение системы автоматизированного мониторинга гололедообразования в распределительных сетях ПАО «Татнефть» // Нефтяное хозяйство. 2020. №7. С.53-55.
21. Кабашов В.Ю. Повышение надежности сельских воздушных линий электропередачи 10 (6) кВ в условиях воздействия ветровых и гололедных нагрузок: дис. … д-ра тех. наук. Башкирский государственный аграрный университет, 2011.
22. Макаров А. А. Экспериментальное определение затуханий колебания тела в потоке воздуха.// Надежность и долговечность строительных конструкций. Волгоград, 1974. С. 146-149.
23. Горошков Ю.И. Ветроустойчивость контактной сети / Ю. И. Горошков, А. И. Гуков. М.: Транспорт, 1969. 128 с.
24. Меркин Д.Р. Введение в механику гибкой нити. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1980. 240 с.
25. Irvine H.M., Caughey T.K. The Linear Theory of Free Vibrations of a Suspended Cable. Proceedings of the Royal Society of London. Ser. A, 1974. V. 341, pp. 299-315.
Рецензия
При поддержке: Исследования выполнены при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках госзадания на выполнение НИР по теме "Распределенные автоматизированные системы мониторинга и диагностики технического состояния воздушных линий электропередачи и подстанций на основе технологии широкополосной передачи данных через линии электропередач и промышленного интернета вещей" (соглашение №075-03-2022-151 от 14.01.2022).
Для цитирования:
Ярославский Д.А. Аналитические модели движения проводов воздушных высоковольтных линий электропередачи. Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ. 2022;24(4):154-164. https://doi.org/10.30724/1998-9903-2022-24-4-154-164
For citation:
Yaroslavsky D.A. Analytical models of movement of wires of air high-voltage power transmission lines. Power engineering: research, equipment, technology. 2022;24(4):154-164. (In Russ.) https://doi.org/10.30724/1998-9903-2022-24-4-154-164
Просмотров: 166
Послать статью по эл. почте 