А к т у а л ь н ы е п р о б л е м ы э н е р г е т и к и . С Н Т К 6 5 78 УДК 621.31(075.8) Системы контроля гололедообразования Моисеенко П.А., Коротченя В.И. Научный руководитель – КЛИМКОВИЧ П.И. Образование гололеда на проводах и тросах линий электропередачи (ВЛ) может явиться причиной тяжелых аварий, связанных с короткими замыканиями, обрывами проводов и тросов и даже поломкой траверс и опор. Восстановление линий, поврежденных гололедом, требует больших затрат средств и времени. Эффективным способом обеспечения надежной работы ВЛ в гололедных районах является плавка гололеда электрическим током, которая позволяет в короткое время (0,5-1 ч) удалить гололед с десятков километров линий. Воздушные линии сооружаются в открытой местности и поэтому подвергаются различным атмосферным воздействиям. Гололедно-изморозевые образования - под таким общим названием подразумевается образования из гололеда и изморози твердых атмосферных осадков, к числу которых относятся иней, кристаллическая изморозь, зернистая изморозь, гололед и смешанное образование гололеда и изморози, а так же мокрый снег. Классификация гололедно-изморозевых явлений представлена в таблице 1. Таблица 1– Классификация гололедно-изморозевых явлений Явление погоды Категория явления Слабое Умеренное Опасное Гололед Толщина отложения 5 мм и менее Толщина отложения 6-19 мм Толщина отложения 20 мм и более Изморозь Толщина отложения до 50 мм Толщина отложения более 50 мм - Налипание мокрого снега Толщина отложения до 10 мм Толщина отложения 11-34 мм Толщина отложения 35 мм и более Автоматизированная информационная система контроля гололедной нагрузки (АИСКГН) предназначена для раннего обнаружения гололедо-образования на воздушных линиях электропередач посредством контроля изменения нагрузки на проводах ВЛ и контроля метеопараметров (температуры, влажности, направления и скорости ветра) в месте установки пункта контроля. Дополнительно АИСКГН позволяет контролировать температуру проводов, а также обеспечивать получение фото и видеоизображения с установленных на опоре видеокамер. Состав пункта контроля системы АИСКГН: – микропроцессорный линейный преобразователь МЛП-004 – обеспечивает опрос параметров, контролируемых подключенными к нему датчиками, по запросу или в автономном режиме с установленной периодичностью и передачу их в пункт приема по каналу передачи информации; – датчик-преобразователь – обеспечивает контроль силы воздействия на датчик нагрузки (растяжения), преобразует полученное значение в физическую величину веса и выдает ответ на МЛП-004; – датчик-преобразователь температуры и влажности – обеспечивает контроль параметров температуры и влажности, преобразует полученные значения в физические величины температуры и влажности и выдает на МЛП-004; А к т у а л ь н ы е п р о б л е м ы э н е р г е т и к и . С Н Т К 6 5 79 – датчик-преобразователь направления и скорости ветра; – датчик контроля температуры провода. Структура технических средств системы раннего обнаружения голо-ледно- изморозевых образований включает в себя технические средства информационно- контролирующей системы и системы передачи данных диспетчерскому пункту (рисунок 1). Микропроцессорный контроллер Датчики гололеда ППУ (GSM модуль, модуль спутниковой связи, радио МОДЕМ) Блок коммутации Датчики температуры Аккумулято рная батарея I/O порт АD преобразователь RS 232 - Управление питанием - Управление данными Рисунок 1 – Блок-схема системы Основные виды систем обнаружения гололедно-изморозевых образований и их характеристики представлены на рисунке 2. Наименование сигнализатора, системы сигнализации Разрабо тчик Тип инфор мации Область применени я Датчик гололеда Система передачи сигнала Источник питания КП Количеств о датчиков гололеда в комплекте СГ Система непрерывного телеконтроля гололедной и ветровой нагрузок проводов ВЛ 110-330 кВ (СТГН) ЭСП, ВНИИЭ I, II, III ВЛ 110-330 кВ БДГ-2, БДГ-6 ВЧ-канал связи Устройств о отбора мощности 4 Сигнализатор "ИНГА" ВНИИЭ II, III ВЛ 110 кВ и выше Динамом етрическо го типа ВЧ-канал связи Не требуется 7 Система телесигнализации о гололедообразовании на промышленной частоте ЮО ЭСП III ВЛ 35-330 кВ с тросами БДГ-2, БДГ-6 Грозозащитный трос (для передачи сигнала частотой 50 Гц) Не требуется Сигнализатор СПГ-1, СПГ-2 МИИС П I, II ВЛ 6-35 кВ Гигристо р Устройство телесигнализации УТС-2 Устройств о отбора мощности 1 Сигнализатор УТС-10 МИИС П III ВЛ 6-10 кВ ДГР-1 Земля (передача токов нулевой последовательност и) Устройств о отбора мощности 16 Рисунок 2 – Виды систем контроля гололедообразования А к т у а л ь н ы е п р о б л е м ы э н е р г е т и к и . С Н Т К 6 5 80 Сигнализаторы гололеда могут передавать информацию об интенсивности нарастания гололеда, температуре воздуха, скорости и направления ветра, влажности воздуха, а также могут быть использованы для контроля окончания плавки гололеда. Сигнализаторы гололеда могут выдавать информацию трех типов. Первый тип (I) – о возможности появления гололеда (по характерному сочетанию температуры воздуха, скорости ветра и влажности). Второй тип(II) – о наличии гололеда без указания его размеров и веса. И последний третий тип (III) – о весе гололеда на проводах и интенсивности его нарастания. Информация III типа может поступать в дискретном виде с выдачей одного или нескольких сигналов или с непрерывной выдачей данных. Контролируемые пункты размещаются в местах наибольших гололедных нагрузок на трассе ВЛ, которые наблюдаются, как правило, на возвышенных участках, а также на отдаленных участках ВЛ, где затруднен визуальный осмотр линии. В данной работе был исследован процесс гололедообразования на воздушных линиях электропередач как объект контроля, выделены признаки, позволяющие идентифицировать наличие гололеда. Произведен анализ существующих систем обнаружения гололедно-изморозевых образований на проводах и тросах линий электропередач. Определены структура и принципы работы технических средств системы обнаружения гололедообразования. Составлена подробная принципиальная схема работы данной системы. Сформулированы требования, предъявляемые к системе раннего обнаружения гололедно-изморозевых образований на контактной сети, в соответствии с поставленными целями.