Способы подключения аппаратуры локационного мониторинга к воздушным линиям электропередачи

АКТУАЛЬНОСТЬ исследования заключается в расширении технических возможностей локационного мониторинга воздушных линий электропередачи путем разработки способа подключения к ним локационной аппаратуры при отсутствии стандартной высокочастотной обработки линий.

ЦЕЛЬ. Рассмотреть проблемы подключения аппаратуры локационного мониторинга к грозотросу воздушной линий электропередачи для ввода зондирующего импульсного сигнала в высокочастотный тракт линий электропередачи, обеспечивая при этом условия электробезопасности системы. Провести сравнение эффективности работы локационного мониторинга при стандартном подключении локатора к фазному проводу через высокочастотную обработку линии и при подключении к грозотросу линии. Выполнить исследования условий локационного мониторинга линий электропередачи в различных режимах заземления грозотроса. Исследовать возможность работы локатора через грозотрос для обнаружения повреждений на линии, наблюдая сигнал, отраженный от места повреждения.

МЕТОДЫ. Поставленные задачи решались путем моделирования. Использовалась имитационная модель стандартной высокочастотной обработки воздушных линий электропередачи напряжением 35–750 кВ в программной среде PSCAD, в которой имеется возможность подключать аппаратуру локационного мониторинга к фазным проводам и к грозотросу. Это позволяет изучать распространение импульсных сигналов локатора по проводам и грозотросу линий электропередачи, наблюдая при этом взаимонаведенные сигналы на всех фазных проводах и на грозотросе.

РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье обоснована актуальность темы, рассмотрены особенности влияния различных режимов заземления грозотроса на эффективность локационного мониторинга линии. Произведено сравнение экспериментальных сигналов локационного мониторинга линий электропередачи при стандартном подключении локатора к фазному проводу через высокочастотную обработку линии с сигналами имитационной модели при подключении локатора к фазным проводам и к грозотросу.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Внедрение технологии локационного мониторинга линий электропередачи с использованием грозотроса повысит надежность подстанций России и подстанций стран ближнего зарубежья. При этом за счет дополнительной организации локационного мониторинга на линиях электропередачи, не имеющих высокочастотной обработки, количество контролируемых подстанций будет значимо увеличено. Подстанции будут оснащены современной диагностической аппаратурой, не имеющей аналогов в мировой практике, в виде интеллектуальной локационной системы мониторинга линий электропередачи, повышающей бесперебойность их функционирования в экстремальных условиях, обеспечивая эффективное энергоресурсосбережение.

1. Shilin A.N. et al. Intelligent Reflectometer for Diagnostics of Air Transmission Lines // Smart Electromechanical Systems: Group Interaction. 2019. pp. 313–326.

2. Тимашева Л.В., Ефимов Е.Н., Ясинская Н.В. Причины и характер повреждаемости компонентов воздушных линий электропередачи напряжением 110–750 кВ в 1997–2007 гг. // Энергия единой сети. 2012. № 5. С. 32–41.

3. Ратушняк В.С., Ратушняк В.С., Ильин Е.С. и др. Статистический анализ аварийных отключений электроэнергии из-за гололедообразования на проводах ЛЭП на территории РФ // Молодая наука Сибири: электрон. науч. журн. 2018. № 1. Доступно по: http://mnv.irgups.ru/toma/11–2018. Ссылка активна на 11.01.2023.

4. Левченко И.И., Засыпкин А.С., Аллилуев А.А. и др. Диагностика, реконструкция и эксплуатация воздушных линий электропередачи в гололедных районах: Москва: Издательский дом МЭИ, 2007. 445 с

5. Башкевич В.Я., Угаров Г.Г., Кузнецов П.А. и др. Мониторинг воздушных линий электропередачи, эксплуатируемых в экстремальных метеоусловиях: монография. Саратов: СГТУ. 2013. 244 с.

6. Лачугин В.Ф., Платонов П.С., Смирнов А.Н. Новые технологии и оборудование (методы и устройства) для определения мест повреждения // Сети России. 2016. № 5 (38). С. 108–116.

7. Минуллин Р.Г., Абдуллазянов Э.Ю., Касимов В.А., Яруллин М.Р. Современные методы обнаружения гололеда на проводах воздушных линий электропередачи. Часть 1. Методы прогнозирования и взвешивания проводов. //Известия ВУЗ. Проблемы энергетики. 2013. № 7–8. С. 68–78.

8. Минуллин Р.Г. Локационный мониторинг гололеда и повреждений на линиях электропередачи. Монография. Казань: Казан. гос. энерг. ун-т, 2022. 440 с.

9. Минуллин Р.Г., Ахметова И.Г., Касимов В.А. и др. Локационный мониторинг с определением места повреждения и текущей работоспособности воздушных линий электропередачи. Часть 1. // Электрические станции. 2022. №. 11. С. 30–38.

10. Minullin R.G., Akhmetova I.G., Kasimov V.A. et al. Location monitoring with determining the location of damage and the current performance of overhead power lines. //Power Technology and Engineering. 2023. Vol. 57, N1. pp. 145–152.

11. Minullin R.G., Akhmetova I.G., Kasimov V.A. et al. Location monitoring of overhead power lines with determining the location of ice deposits and visualization of sounding results. // Power Technology and Engineering. 2023. Vol. 57, N1. pp. 153–162.

12. Bi T., Wang S., Jia K. Single pole‐to‐ground fault location method for MMC‐HVDC system using active pulse //IET Generation, Transmission & Distribution. 2018. Vol. 12. N2. pp. 272–278.

13. Budi Rahayu Widodo M. et al. Fault Location Detection Using Impedance and Impulse Injection on 20 kV Distribution System Wonokromo Base on Geographic Information System // 2021 The 4th International Conference on Software Engineering and Information Management. 2021. pp. 184–192.

14. de Oliveira L. G. et al. Fault detection and location in power distribution systems: The usefulness of the HS-OFDM scheme for time-domain reflectometry // Electric Power Systems Research. 2022. Vol. 203. pp. 107600.

15. Рефлектометр компьютерный РЕЙС-405: техническое описание // СТЭЛЛ. Доступно по: https://www.eurostell.com/products/reis-405/. Ссылка активна на 11.01.2023.

16. Minullin R.G. Electromagnetic Compatibility Between Power-Line Location Monitoring Equipment and High-Frequency Power-Line Communication Equipment // Power Technology and Engineering. 2019. Vol. 53. N2. pp. 217-226. DOI: 10.1007/s10749-019-01063-3.

17. Minullin R.G. The Effect of Interference in Location Monitoring of Overhead Power Transmission Lines // Power Technology and Engineering. 2019. Vol. 53. N3. pp. 366-375. DOI: 10.1007/s10749-019-01086-w.

18. Минуллин Р.Г., Петрушенко Ю.Я., Фардиев И.Ш. и др. Особенности подключения локационной аппаратуры к линиям электропередачи для определения места повреждения. //Известия ВУЗ. Проблемы энергетики. 2008. № 7–8. С. 60–69.

19. Дмитриев М.В., Родчихин С.В. Грозозащитные тросы ВЛ 35 – 750 кВ. Выбор мест заземления. // Новости электротехники. 2017. №2 (104). С. 2–5.

20. Troppauer W., Lovrenčić V., Gubeljak N. et al. Advanced monitoring of icing and prevention against icing on overhead power lines // Proceedings 18th International Workshop on Atmospheric Icing of Structures (IWAIS-2019, Iceland, Reykjavik). 2019. Abstr. 6. pp. 1–9.