Багин В.А.,
инженер-конструктор перспективных разработок АО «Полимер-Аппарат»
Гайворонский А.С.,
к.т.н., заместитель генерального директора по научной работе АО «Полимер-Аппарат»
В настоящее время контроль за состоянием изоляции и других элементов ВЛ осуществляется путем плановых периодических осмотров, которые проводятся крайне редко и как способ контроля недостаточно эффективны. Существующие тра-диционные средства определения мест повреждений ВЛ на основе импедансного метода по параметрам аварийного режима также не обладают достаточной точностью. Зона осмотра ВЛ по данным ОМП может достигать 10 км и более, что осложняет поиск мест повреждений, особенно в труднодоступных районах, и зачастую не позволяет определить фактическое место повреждения и установить его причину.
В последние годы большое внимание уделяется повышению грозоупорности ВЛ с применением современных средств молниезащиты на базе линейных ОПН (рисунок 1) и/или разрядников с внешним искровым промежутком ЛР [1]. Для разработки мероприятий по повышению грозоупорности и оценки эффективности новых средств молниезащиты необходима детальная информация о грозовой обстановке и аварийных отключениях ВЛ, вызванных ударами молнии в линию. В настоящее время указанная информация ограничивается только констатацией фактов отключения ВЛ по причине грозовых воздействий. Отмеченные обстоятельства подчеркивают актуальность разработки автоматизированных систем, обеспечивающих контроль грозовых воздействий на ВЛ в режиме онлайн-мониторинга и повышение точности определения мест повреждений — коротких замыканий (КЗ) на ВЛ. Представленная ниже система мониторинга «СМ ВОЛНА», разработанная АО «Полимер-Аппарат», реализует указанные функции.
Рис. 1. Линейные ОПН на ВЛ 220 кВ Волга — Заливская
НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
СМ ВОЛНА предназначена для регистрации событий грозовых воздействий, аварийных отключений и определения мест повреждений — коротких замыканий на ВЛ. Функциональные возможности СМ ВОЛНА обеспечивают:
– идентификацию событий грозовых воздействий и аварийных отключений ВЛ по дате, времени, месту и виду воздействия (удар молнии в провод, трос, опору, ближний удар в землю, расстояние от ПС до места удара или КЗ, фаза), причине отключения (грозовое/негрозовое);
– контроль работы ОПН (ЛР), установленных на ВЛ — «срабатываний» ОПН (ЛР) при ударах молнии в линию, а также повреждений и дефектов ОПН (ЛР);
– формирование архива — электронной базы данных по событиям грозовых воздействий и аварийных отключений ВЛ.
Преимущества:
– расстояние до места удара молнии, КЗ на ВЛ определяется с точностью до опоры (пролета ВЛ), допускаемая погрешность — не более ± 150 м;
– расстояние до места повреждения определяется в автоматическом режиме, не требуется проводить расчеты с использованием специального программного обеспечения, как в традиционных системах ОМП;
– точность определения расстояния не зависит от длины ВЛ, вида КЗ (глухое металлическое или на ДКР, однофазное/двухфазное, межфазное), сопротивления заземления;
– обеспечивается селективность определения места удара молнии или КЗ в разветвленной сети с отпайками.
Применение СМ ВОЛНА предпочтительно на ВЛ, подверженных частым аварийным отключениям, в том числе по причине грозовых воздействий, трассы которых проходят в труднодоступных условиях, а также на ВЛ, эксплуатируемых без грозозащитных тросов, на которых установлены линейные ОПН.
УСТРОЙСТВО И РАБОТА
Принцип работы СМ ВОЛНА основывается на волновом методе двухсторонних измерений [2]. Грозовые воздействия и/или повреждения изоляции — КЗ на ВЛ приводят к возникновению электромагнитных волн (волн напряжения и тока), распространяющихся по линии в обе стороны от места КЗ или ударамолнии. Синхронная регистрация импульсных электрических сигналов на ПС, вызванных набегающими волнами с линии, позволяет зафиксировать сам факт грозового воздействия или повреждения изоляции и определить расстояние от ПС до места удара молнии или КЗ. Устройство и работа СМ ВОЛНА поясняются структурной схемой, показанной на рисунке 2, основные технические характеристики приведены в таблице 1. В общем случае СМ ВОЛНА состоит из нескольких локальных подсистем (регистраторов импульсных электрических сигналов РИЭС-1, РИЭС-2, … РИЭС-N), устанавливаемых на ПС по концам ВЛ, и клиентского АРМ, объединенных сетью передачи данных.