МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего образования
«Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ»
им. В.И.Ульянова (Ленина)” (СПбГЭТУ «ЛЭТИ»)
|
Факультет ИБС
Кафедра ИИСТ
УТВЕРЖДАЮ
Руководитель НИРС
_____________________(_____________)
«______» _________________ 2014
Отчет по научно-исследовательской работе магистранта
на тему
«………………………………………………………………………………………………..»
Магистрант |
|
|
|
|
|
Направление |
|
|
Программа |
|
|
Санкт-Петербург
2014 г.
РЕФЕРАТ
Отчет 22 с., 14 рис., 9 источников.
СТРУКТУРА МОНИТОРИНГА ВОЗДУШНЫХ ЭЛЕКТРОСЕТЕЙ, МОНИТОРИНГ ЛЭП, СИСТЕМА МОНИТОРИНГА САТ-1, СИСТЕМА МОНИТОРИНГА DILIN, СИСТЕМА МОНИТОРИНГА OVM-3, КОНТРОЛЬ, ДИАГНОСТИКА ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ.
Объектом исследования является проблема потерь энергии при передаче через воздушные электросети.
Цель работы – изучить методы диагностики электрооборудования
В ходе выполнения работы проведен обзор литературных источников с целью выявления основных достигнутых научных и практических результатов в данной области. Освоена информация об истории разработки систем мониторинга воздушных ЛЭП
Подробно рассмотрены системы: DiLin - мониторинга и диагностики технического состояния воздушных линий и OVM-3 - мониторинга состояния изоляции кабельных и воздушных линий, произведенные российской компанией Димрус.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение ..4
1. Характеристики потерь энергии в воздушных линиях 5
2. История разработки систем мониторинга воздушных ЛЭП .6
3. Структура систем мониторинга воздушных электросетей.. .6
4. Мониторинг погодных условий вдоль линий электропередачи .8
4.1. Система мониторинга проводов ЛЭП САТ-1 .8
5. Бесконтактные измерители тока и температуры проводов 10
6. Система мониторинга и диагностики технического состояния
воздушных линий DiLin 11
6.1. Диагностические алгоритмы системы 14
6.1.1. Контроль состояния подвесной изоляции 14
6.1.2. Контроль замыкания проводов между собой 15
6.1.3. Контроль механических колебаний проводов 15
6.1.4. Контроль обледенения проводов линии 16
6.1.5.Определение мест однофазных замыканий проводов на землю 16
7. OVM-3 – система мониторинга состояния изоляции кабельных
и воздушных линий 16
8. Лазерная картография ЛЭП 19
Заключение 21
Список литературы 22
ВВЕДЕНИЕ
Транспортировка электроэнергии от электростанции к потребителям является одной из важнейших задач энергетики. Электроэнергия поставляется преимущественно по воздушным линиям электропередачи (ЛЭП), которые состоят из кабельных линий и оборудования для преобразования энергии и согласования с нагрузкой. Эффективность и надежность передачи энергии определяется состоянием сетей электроснабжения. Мониторинг воздушных ЛЭП позволяет решить многие проблемы в этой области.
Потери энергии при передаче через воздушные электросети довольно высоки. Мощность теряется как на оборудовании, обеспечивающем преобразование энергии, так и на протяженных проводных линиях. Потери электроэнергии в проводах зависят от силы тока, поэтому при передаче ее на дальние расстояния напряжение повышают с помощью трансформаторов, во столько же раз уменьшая силу тока, что при передаче той же мощности позволяет значительно снизить потери. Однако с ростом напряжения начинают происходить различные разрядные явления, которые также вносят свой вклад в потери. Установленное на узловых станциях для перераспределения электроэнергии оборудование позволяет контролировать потоки энергии и их параметры, а также оценивать потери и качество электроэнергии [1].
За последнее десятилетие существенно изменился подход к методам диагностики электрооборудования и оценке его состояния. Наряду с традиционными методами диагностики, нашли применение современные высокоэффективные способы контроля [2].
1 Характеристики потерь энергии в воздушных линиях
Можно выделить следующие типы потерь в воздушных ЛЭП:
неизбежные потери за счет омического сопротивления проводов;
потери на электромагнитное излучение;
потери при возникновении коронного разряда на проводах и изоляторах;
потери при возникновении резонансных явлений в проводе при рассогласовании с нагрузкой;
утечки тока за счет нарушения изоляции;
утечка тока при межфазных коротких замыканиях и замыкании на землю.
Наличие неблагоприятных погодных условий (дождь, снег, туман, сильный ветер, гололед) приводит к дополнительным потерям, а в частности к возникновению коротких замыканий, к частичному повреждению и обрыву проводов.
2 История разработки систем мониторинга воздушных лэп
Телеметрический контроль параметров проводов ЛЭП был впервые предложен более 40 лет назад. Первым контролируемым параметром посредством телеметрического радиоканала стал ток в проводе. К этому времени относится появление американского патента Remote measuring system [3] («Системы дистанционного измерения тока в проводе с передачей измеренного значения по радиоканалу»). В предложенном решении использовалось питание устройства измерения от индукционного трансформатора за счет тока, протекающего в проводе. Он измерялся через трансформаторный датчик тока. Сигнал модулировал сеточную цепь лампового передатчика (рис. 1).
Р
ис.
1. Схема дистанционного измерителя тока
с радиоканалом [3]
Как видно на рисунке, в измерителе тока использовались измерительный и токовый трансформаторы для питания ламповой схемы (цепь анода и накала). Передатчик выполнен на одноламповом каскаде. Используется АМ ВЧ-сигнала посредством модуляции сеточного тока генератора передатчика. Позже появился патент, в котором уже использовалась транзисторная элементная база: System for transmitting to assemble point a signal that varies as function of the current flow in a high voltage conductor (Pat. № 3,428,896 от 1966 г.). В последние 15 лет, благодаря развитию информационных технологий, стала возможна коммерческая реализация систем мониторинга проводов ЛЭП.
3 Структура систем мониторинга воздушных электросетей
В настоящее время во всем мире находят широкое применение различные системы мониторинга воздушных ЛЭП, обеспечивающие системного оператора подробными сведениями о текущем состоянии воздушных кабельных сетей электроснабжения. Система мониторинга состоит из сети измерительных блоков, связанных через канал связи с оборудованием на диспетчерском пункте. Измерительные блоки распределены вдоль трассы ЛЭП и монтируются на опорах либо непосредственно на высоковольтных проводах. На рис. 2 показана структура системы мониторинга пропускной способности проводов ЛЭП.
Рис. 2. Система мониторинга проводов ЛЭП
Диспетчерские пункты расположены в узловых точках сетей перераспределения энергии. В настоящее время в них, как правило, используются системы SCADA, обеспечивающие обработку и интерпретацию полученных от измерительных блоков данных (рис. 3).
В измерительный блок входят следующие базовые компоненты:
группа датчиков для измерения основных текущих параметров проводной линии;
процессорный модуль для обработки измеренных данных;
система передачи данных;
модуль автономного питания.
В зависимости от функционального назначения в системах мониторинга могут использоваться различные типы датчиков:
для измерения тока в проводе;
температуры провода в пролете;
механического напряжения провода в точках подвеса (тензодатчики);
для измерения затухания в оптических волокнах грозотроса или фазного провода;
для измерения критических стрел провеса;
климатических условий (метеостанция);
вибрационных характеристик проводов (акселерометры).
Измерение тока осуществляется бесконтактным методом, для чего используются датчики на основе эффекта Холла или катушки Роговского.
Рис. 3. Структура измерительного блока и центра мониторинга