автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Обоснование и разработка методов повышения эффективности плавки гололеда на линиях электропередачи

5 о* В"?

сибирский научно-исследовательский институт

энергетики

На правах рукописи

ШИДИШПВ Серии Кадырович

ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ ЭШКТИВНОСТИ ПЛАВКИ ГОЛОЛЕДА »А ЛИНИЯХ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Специальность 05.14.02 - Электрические станции (электрическая часть),сети, электроэнергетические системы и управление ими

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новосибирск - 1992

Работа выполнена на кафедре "Электрооборудование к электрические станция" Алма-Атинского энергетического института.

НаучныН руководитель - кандидат технических наук, доцеит

БОРИСОВ В.Н.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Ведущее предприятие - производственное объединение энергетики и электрификации "Алма-Атаэнерго*

Сибирского научно-исследовательского института энергетики.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института Адрес: 630091, г.Новосибирск, ул.Фрунзе, 9.

ХАШЮВ $.Х.,

кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник ЛЙЗАЛЕК Н.Н.

Защита диссертации состоится • 2 У « . 1992 г.

с _час. на заседании специализированного Совета К-144.04,0

Автореферат разослан " ¿Ь " 1992 г.

Ученый секретарь специализированного Совета K-I44.04.0I

А.Г.Овсянников

.. . ОБЩАЯ ХШКТЕРЖЖШ РАБОТЫ

Лктуплыюсть. Гмолэдинэ аварии на линиях елшстрстервдачи пршюдпт it длительякм порорилвм п олокгрооиабяоши понабито -лаЗ н солршюздаются пвродшхозяйстгетшш ущорбом, инзпщшан подоотауслсш одоктрооиорпш. Наиболее рпционалышы штодоп öopi.riu о гололедом пплтатсп плппяп ¡»локтричостшд гаком, погорая ЛОЗШЛШТ Qllcpni'UlillO удалить голододшю ОТДОКОНИЯ с лрохю— доп upommmtux линий и продупредэть иояшгачзокую mporpycucy, oöptin», пляску проводов и равруыетга опор. ¡3, наглой стрпно

пяпша гололодп получалп пиргасоо прэдаиоггао" и по каогях сшр-

гооиотомм имоютол мотодичогасво указания и инструкции по плавко Гололодп ПарОМСШЛШ и лоотоянннм токвш.

зтчяташшз лтелпд п рзибша попроса борг.Сн а гололедам впоолн труда В.В. Нургодорфй, Г.И. Дшгасенко, Г.А. Генриха, E.I1. Никифорова,- 1.!.Л. Ляпдн, H.A. Будоко, Ф.Х. Усмапопп, Л.А. Н;топца, A.A. Сйрочаико.В.В. Холодом, O.A. Подрспола и др., л которле продстаплопп рспультатн шогочкелышнх ипело-дстшгаа процоссп офааопшшя голодода ш ироиодвх липий вдок-з'ропорпдячн а тлоташ оиоообы и сродоran для штата гололодо im поадукпих jr.rm:nx (ВЯ) различии* зишссоп ипиря'дипш.

Погашопяо Еф^октивлссти ycipoftcxn для шиш хч юлодв 1'робус!? болоо полного исаолмзсшг.шя рссурсои ИХ СИЛОШХ плсшптон. Решение поотпплепиой задачи ноглшит распирать области. лрямопвшп лромшшегато нотугашотх могхгатоп оспротинло-mm мош.пюйг нотшвлыю» мощности an счат форспрояатгаго их ко-польоопапвя и рвядияогата просит и ЬЭДогттгмо ммолч гигзлкп ГОЛОЛОДП боп ОТКЛИЧОГОГЛ потроо'итолрй.

il

Для дальнейшего ноннаюния вф^окмвшоати илашш гололеда иообходимо продолзнш> кослодошиия но разработка мотодоп толо-ионтроля л аолссигааяапации облодсношш иронодои, позиэляюищя лолучэть достовориую информацию о гололаде о шаокой надо гаю ~ СТ1.Ю. FaapaCoTua мптомптичоской моделд, одошштш оиасниакздой процесс сСрпзоштш толодода, позполит изучать нллшшс различных фпктороп im ш1тонеишюст1> облоделюшш аломоитоп иоадушних литий! влоктроггеродячи v огаоп, толйпгпиогшчх мачт, кайл тли дорог, auromjuz гаготон, контактной сом гздлошшх дорог к МНОГИХ других промшллаишх обьокгои.

Рабата яшкшгоиа иа кафодро 'Элокгрооборудоиапш и шшк-трмчоокно станция' Алип-Атипшсого шюрготятеского ииотптута » ранках маетуаопской цолепой кошлокопой программа 1 Экоис:.г,ш гшйктроашргш' но регаонию шучш-тахничоскоЯ лроблоки 'Разработка мотодоп и сродстп екопомки олоктрошшргии и ш;октричоок!;.т системах' (Прткыо Мишзуса ОССР il 101 от 9.02.87г.) и по яоа. догошршм научно- иоолодошто лызкш работа,',;.

Цпж, работа. Целью диссортациошой работы яшшотся разработка мотодоп 1юшюошя вффоитлЬностк планки голододз для BJi neex. классов лапряквшя о учотсм условий и рогатой работа сродатв плашо) гололеда в контроля гшшлодообрапешатш.

Иатодм иоодадоиапия. При шгголпэшю наследования исшльпо-валиоь шлоеоиия теории влоктрических цопой и аэродинамики. Эшшоримвиталышо исследования ирояодтм и авродинамичвокой трубо лаборатории линий слоктропородачя КвзШЯЭ, в научно-ис-олодовагольской лаборатории тохтпш шеоких напряконий Атишкого ¡шергатичаокого института, а тасто на действующих рлоктроуоташшепх Талди-Куригоского ПЗС ПОЭЭ •Алмя-Атаэлорго*.

Теоретические исслодопзшя сопровождались разработкой математических модолей, адогаттность которых оцешналась на оспопо срагаголия рааультптоп штаелоний а датилга иаморопиЯ п влвн-тркчоелогх сотях и лаборатории услогаях.

Научная нолиана. В работе рошеш слодущш паучине задачи.

1 - На приморо пиловдх нондгтеаторол обосношн и разработай мотод пош1шо!шя вфЗЕюктигшости уатройстп для илапкм гололодв, зашшчяюврйся и Салоо полном использопалш рссурсоп атих коп-деиопторол за счет их прмшлопия п форсиролшпюм розммо о учетом относительно шакой попторяомооти гололодшп ситуаций (ыэ болпо 6-6 ряп л год) и крпгкопрсмоннооти плата! гололода (С),б -1ч). Наличия широкой помоиклатури иопдеповторол болоо шагаге классоп наггрякотш и о'олсо благоирипише по сратшо^гаю с расчоилага условия их олжщотгя при гогашо гололеда создают прпкигеоскую лоямокност!, для роамяпцм рвврвботашого мотода.

2. Рааряботагш ¡г исалодопшга мотоди плагиат гололада боа отключения потребителей да рядщш.шх лшшях 6-35 1® без ро~ зергаюго питания с исполшовашом тириоторшх я конденсаторных установок. Определена схемнив рейеггая по пошяошш оЗфзктшшо-сти уезройотп шппгеи гололода лороманшм токот па ЕЛ 110 кВ н

ВШЙ.

3..Предлежал способ получения иптомвтичсшшх модолай про-цаоса облэдэпэяня проподоп по биологии а клйоойчоомм мотодом расчета, пораходшх процессов п лтюйниз элоктричесних цепях. Наследовано осакденив капель при обгакашш прошда гололэдона-оущин потоком и ла оонстэ теорий аналогии н п га юна оохранеппп вещества я гвдродин&тптеа рпвработппа математическая (.тадол!,, учнтнппгацяя рямопотш гоомотричосвагя рявмороя гололодного

осадка п процессе облэдешния.

4. Предлогин мзтод телэкоятроля и телесигиаливпцив обледа-нсшия проводов, пааполнщий дистанционно коптролиронать голо-лодшв иагрувки пв провода лоздуиших линий олонтропародачм.

Пракгичаокая цеивооть. Раэработаншй метод поиыгаопня вф -фоктивлооги уотройств планки гололеда пазполяст оущоотшиио оиивить огоямоотнно и мяааогабаритшо показатели вткх yoTpotf-стп зн счет форсированного использопатт конденсаторных установок меньшей уотапошюшгай' мощности. В огшэи о тем, что силовые кондоноатори прижтимн как в сетях о ниолиропшшой (для шгаши гололодв па поминальном папряжошш соти Cea нарушения целостности конструкций лговгй п качестш дополнительных нагрузок ) , так и в сетях в заземленной (па М 110 ¡¿В и гасло для расширения фуши[ионйлыгой гааиошости устройстп плавки гололеда переменным тоном за счет компенсации индуктивного сопротивления проводи) нейтралями, дашшй метод позволяет пошюить вф-фактшшооть устройств плапки гололеда практически на ВЛ псах, класоол напряжения.

Предшшэтгоа котод дистанционного контроля обледенения проводол повполяат получать достоверную информацию о гололеда о тшоокой пвдошзоотъю. При втоы для передачи сигналов о шяода датчика гололеда па расстояние не требуетоп устаноши передатчика ив гололедоопвоном участке линии, часто недоступном п зимнее время. Указанна метод позволяет управлять процессом штгиси гололеда и мокот поолукить оонопой для решения проблем» толвконтроля и телеоигналиэтдаи обледенения проводов.

Получали решения о шдача авторского опядетельотва на ияо-Ярптеггае по заявка * 4891924/07 'Устройство для обнаружения го-

лоледя-, выданное 5.Об.Sir., и патентов по заявкам № 470(690/07 'Учпоток воздушной лилии олоктроясродачи а штшсой гололода боа отключения потребителей* и 4767203/07 'Участок литпги олоктро-породячи с одоонремоишм обогроиом всея фазам проводов без отключения потребителей', шдввано 16.12.91г. и 26.12.91г. соот-штстмнно.

Реализация роаультатои рабой». Рвзработашшо методы погашения оффоктшшости плавки гололеда шюдрени при нроактиранашы и изготовлении онняю-промншлошшх образцов установок илаиш гололеда яп Талдн-Кургавоком предприятии электросетей ГОЭЭ *Ад-ма- Лтпвпорго* и п Носточзшх влоктричосяапс сетях ПОЭЭ 'ЗапКаз-

энергй'.

Апробация работ». Материала диссортацкошюй работа донла-дншлись и обсуждались на Всесоюзной научш-тезсггичоской конференции ' Сопрэмвггноэ состояние, проблема и перспективы анорге-тотш и технологий в онергостроотш' (Иваново, 1989 г.), па Нсосоюзной научно-практической коифоронщга 'Учшшо я сгоцивли-стн - в решении социально- экопомичоских проОлом стршм' (Еага -кант, 19У0 г.), нп Всесоюзной конференции 'Научшэ оснош создания сноргосборогпидой тезшшеи и тезгологий* (Ыоокна, 1990 г.), на Роопублюяотской научно-тохгогюокой ковфороищш 'Элоктрофиаичостсио и пршитдтм попроси тсокапельтшх: иаморо-няй' (Запороаьо, 1990 г.), ш паучно-твхначэокой конференции 'Создшгаа комплексов вдоктротешшчвекога оборудования шооко-гкш.таой преобразовательной те лотки' (Москва, 1991 г.), па 20 и 21 конференциях молодых. учошис и слоциалнстоп СЭИ СО АН. СССР и отмочен« почотпой громотой, дипломом а доневашми премиями (Иркутск, 1989, 1990 гг.), на технических сапещттях Телда-Кур-

ганского ПЭО (Талди-Курган, Т9В9-1991 гг.) и на научных семинарах квфодрн олектрооборудонаюю и олсктричоскис станции* Алма-Атинского энергетического института (Алма-Ата, 1988-1991 гг.).

Публикации. По диссертационной работа опубликовало 12 научных трудов и получат! 3 решения о шдачв 1 авторского свидетельства и 2 патентов на ивобреталия.

Структура и оаьем. .работа. Диссертация ооотоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных источников иа 181 наимонолшшя и 4 ирилоиошШ. Содержит 172 страницы основпого текста, 38 рисунков, б таблиц, 25 страниц приложения.

OCROBHOE СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во. введении обоснована актуальность исследуемой проблемы и нзложенм оснопнме положения, выносимые на защиту, научная новизна и практическая ценность получениях результатов.

В. первой.глава вятголнен аиплия результатов отечественных и варубежннх исследований по физике процесса обледенения проводов и методам борьбы с гололедом. Рассмотрены и проанализировали матода и орадотва для плаиси гололяда нв ВЛ псах классов Напряаашя (начиная от распределите лшнх сетей 6-10 кВ до ВЛ о расщепленными фазами папряжаниам 330-750 кВ) и метода контроля и сигнализации обледенения проводов воздушных линий. Сделана постановка задач и цели исследования.

Во второй глава обоснован метод повштеййя ёф^екташостя устройств плавки гололеда и исследованы йарегруаочша способности силовых импульсных и статических конденсаторов приманите льна к условиям плавки гололеда.

0бш,ая продолжительность истольвования сгаловнх вламвйтов устройств гтлакки гололеДа составляет всего лишь 30-100 часов

□а лориод 15-20 лат, т.о. по превышает 0,Ш % от номинального рвоураа втих элементов. Кроме того, их режимы работа в состава устройств плашся гололеда (непродолжительная рвОота и длительная пауоя) и условия охлаядения при плате значительно отличаются от расчетных. В связи о атим элементы устройств плапки гололеда, ггримадяемна только для плвьки гололэда, долкнн бить использованы о большей трвгруакой по сравнению а другими устройствами, яходящиш в состап подстаянионного обору допашп.

Пропедянн расчета допустимых парегруаок (отаоснтально но-шшальннх ттрпттгк) оилогога конденсаторов в вапитшооти от реально вовмогшой продолжительности их использования в соотала уотройотн плавтш гололеда. На рис. 1 лрвдетамана зависимость допустимой перагруаки по ггапрпавнию от общей продолжительности работн копдопсатороп tima KClt (кооинуспда о комбиниропаншм диэлектриком и пропиткой синтетической жидкостью) ап период 16-20 лет. Верхняя и нигаяя кринне соотпвтогвуюг конденсаторам данного типа с различной толщиной дивлэктршш я объемной долей пленки и нем. При общей продолоттелшоегги работа 30-100 чаооп ва указании» период, допустимая перегрузка составляет 2,1-3, что соотпйтстБувт стгавтто удельной стоимости (руП/квпр) необходимых конденсаторов данного типа п 4-,4-9 раз по сравнении о лярцаптом исгальаолшшя другого (большего) количества иондввоа-тороп соз перегрузок (в раглотпнх услошлх) для генерирования одной и той жэ реттжной модности. Анализ результатов расчетов показал, что при продолжительное«» работ» 20 чапоп па период 15 лет, стоимость копденояториой уотанопга ав счет sa форсврспоп-ного испольпопгошя может быть шмзяш» п 6-10 раа.

При иополъяпптгай »мпультлк ковдапоагорой для планки гп~

лоледа их ресурс необходимо пересчитать с учетом изменения разима работы о импульсного в сингусоидалышй. Аналогичное расчеты, проведенные дня импульсннх конденсаторов с бумажной изоляцией, проштвняой синтетической жидкостью, покапали, что уделх, вне стоимости импульсных конденсаторов при допустимом синусоидальном налртшшк в 8,6-11 рвз ниае удалили стоимостей статических кондвноаторов на напряиэние от 1,05 до 10,Б кВ.

О учетом замов по напряжения, который обычно принимается при расчетах батарей статических конденсаторов с учетом воа-мояннх атмосферных и коммутационннх перенапряжений в линиях влактропередачи, в такке максимальной 1фатности перенапряг®-ннй, аовмокшх при коммутациях охам плавки гололеда, показано, что разработанный метод позволяет снизить стоимостние и мяссо-гнСарятаие показатели конденсаторной установки более чем на порядок по орашеяию о вариантом использования традиционной методики расчета влектрооборудонашш на длителшнй реким работа в влактрической сети..

В третьей главе разработаны и исследован« метода планки гололеда без отключения потребителей на радиальных линиях 0-36 кВ и определен« схемные решетя по погашению в$фективнооти устройств шввки гололеда на ШМ10 кВ и шше.

Возможность плавного регулмропания пелмчиш! тока н проводах ВЛ 6-35 кВ оовдветоя при ипшэльновании ошювдх тиристора», которые имеют малую мощность управления и шсокий коеффициент полаэного действия. При иопольвовапии тиристоров, соединению: потрачш-пвраллалшо (рис.2), а также по схеме трехфазного од-нополупериодного вппрямителя, в качестве обратного провода ио-лольвуется вемля и планка гололеда осуществляется при пофазию

или чередущик;п яскусответшх однофашшх коротких зяшканиях. При использовании тириоторной установки, п которой оддаполупе-ри таив ткристорний олоки соединен!) межлу собой последователь-во в треугольник и подкдючеш к обогреваемой линии на ос приемном конце (рис. 3), штвкз гололеда осуществляется токами чередующихся искуоетчбншк двухфапяих коротких зяшкани!!. >!я рис. 4 покйпшш временной диахрамми тока и напряжения на тиристорах уп~ тройства, прядогпштонтюго на рис. Z.

Проведет) расчета режимов планки гололеда с применением числешзнх методов спектрального пнилиза и интегрирования по методу Оимткзоиа. Расчет» и лаборпторина иопнтяния показали, что при ограничении ковф£ициоятя несииуооидплыгаоти в допуоти-мнх пределах, схем» о тиристорами при пофазлой планке гололеда потопляют п 1 ,2-1,5 рапа увеличить длину проплавляемого участ-кп on счет ояизюлия степени неошматрии фязннх напряжений п конца участка линии. Ято опяппне с тем, что при одивакошх токах плавки в схема с тиристорами падение напряжения основной гармоники (50 Гц) вдоль провода линии mise, чем в схеме с ли-нейннм влементом сопротивления, т.к. ври использовании тиристоров действующей пипчвниа основной гармоника гокя меньше действующего (аффективного) пначения всего тока плавки гололеда.

Вооможность ооуцзотяланип плавки гололеда бея дополнительного оборудования обеспечивается при использовании батарей отв-тичешотх конденсаторов. Показано, что сравнительно шоокая оперативность плавки гололеда на радиальных линиях достигается при ипмвневии охот соединения бвтврои отатичвогаш конденсаторов m треугольника в ппезду о оохряданием расчетного няпря-дазая кянв-дой ее фанк pfmmjM линейттойу «ттрпквявю сети. Обтуи точку Дата-

12 ■ рея конденсаторов, размещенной на питающей подстанции, заземляют и плавку гололеда проводят поочередннм подключением проводов обогреваемых фап к выводу еаэемлеиип на приемном конце линии. Электрическая цепь, образованная из провода обогреваемой фазы и вемли, шунтирует соотпатствуицую фазу конденсаторной батареи. Значение тока в шунтируемой фана батареи конденсаторов окаанва-етоя в 10-15 раа ниже величин« тока в обогреваемой фазе. В спя-пи о втим величину тока яламся мокно принять равной рабочему линейному- току конденсаторной батареи (рааультиругаций: ток остальная двух фаа батареи конденсаторов практически полностью Протекает через провод обогреваемой фаои).

На ВЛ 35 кВ в гох случаях, когда мощность трансформаторов пятящей подстанции недостаточна, для проведения пофазной плавни гололеда можно организовать пврпллольгшй ревопяноннй контур, содержащий конденсаторную установку и реактор. Провод обогреваемой фавн вавемлягат в конце учаоткв линии, реактор включают мсзду внводом ааземлэния и нейтралью вторичной ' обмотки трансформатора питающей подстанции. При отсутствии конденсаторной установки веоь ток плавки гололеда протекает черев обмотку трансформатора питающей подоганции и приводит к недопустимой его перегрузке. Включением конденсаторной установки мезду нейтралью трансформатора и проводом обогреваемой фазы мокно компенсировать индуктивную составляющую тока плааки. Ток планки не вависшт от параметров конденсаторной установки и определяется сопротивлением реактора. При етом величину тока череп обмотку трансформатора можно уменьшить в 8-10 раз по сравнению с вариантом-реализации устройства плавки гололеда бея конденсаторной установки. Плавка гололеда по данному методу бо-

лее рациональна, чем установка дополнителышх трансформаторов,-поскольку конденсаторная установка рассчитана только на одну фазу и мокот бнть использована п режиме перегруэок как по току, гак и по напряжению при значительно меньших затратах.

Показано, что область футщионироштм устройств планки гололеда на ВЛ 110 тсВ может бить расширена оя счет компенсшщи индуктивного сопротивления прошда оопротияланием конденсаторов путем организации последовательного резонансного контура при использовании в качестве источника питания обмотки болев низкого напряжения трансформаторов одной из подстанций.

Определено схемное решение гго попншанию оффектипности устройств плавки гололеда на .ВЛ с расщеллетшми фазами. Наиболее » еффеитивним из изваотннх является устройство, реализуемое беа отключения потребителей и содержащее параллельннй колебательный контур, образованной из гсондвнсвторной бятврви и изолированных друг от друга на гололадоотхяотом участке проводов расщепленной фаза. Полшюние вффекгивности данного устройства достигается за счет выполнения операций, необходимых при его включениях и отключениях, аналогично о переключениями, осущео-твляемнми при секционировании и па реподе линий на обходную анатому шин о помощью оопмощтпюго .обходного и секционного выключателя. При реализации данного схемного решения йа Ш1 с двумя преподами в фаза мокно уменьшить р известном устройстве количество ковденсаторннх батарей в 3 рпап и полисов пшиютатэ-лей в 6 рая. Вьтголвдние аналогичной последоватольности операций 1ГОПЯОЛПЙТ испольяопятт, опиоанно» схемное решение и пя НЛ о больиим количеством проводов п фазе и значительно снизить стоимостные покявагя.яи соогяеготпущих устройств.

В чатпартой главе разработаны магеыатичоская модель и метод телаконтроля процесса обледенения проводов ВЛ.

На основа аналитического решения уравнения дпи&эния капель и анализа влияния различим факторов па иптаноивнооть обледенения проводов получено достаточно простоа уравнение, позволяющее анализировать влияние диаметра провода а, скорости стационарного потока Uo, ыязкости среди р и радиуса капель г на величину вшршш полоац 2Ха, из которой пой капли сталкипаются о поверхностно провода при оОтекшши его голояедопвсущим потоком:

Uo •г•р^

Г 24-p-d 1

2Хо = d [ 1 - е j,

где pk - плотность кяшл1,.

С помощью штода наишпших квадратов усталовлоно, что среднаквадратячвскоа отклонение результатов шчнслений по донкой формула ст раочетшх данных, получении* другими авторами п результате численного решения дифференциального урагшания дви-вения второго порядка, на препшавт 0,002 (расчеты пропэдаш в безразмерны! координатах).

На основе закона сохранения вещества в гидродинамика по аналогии о класоичеоким методом раочата переходных процессов в линейинх электрических цепях выведено уравнение, характеризующее ицтеновшосп. обледенения (пас гололедного осадка па единице длины прапода вв единицу времени) иастко закрепленного провода:

%-в

I = и» -О! |т1к - Пк] е Пк J ,

где и - водность лоздуха; Ъо, Мг - эквивалентная ширина полой;, из которой- псе капли оседяит и замерзают на поверхности пролода п начальной и конечной стадиях гололедообразоваяия соотпстстлвшш; Бк - фактическая шличина продольного размера осадка л конца процесса обледенения; I) « а-ио*и-1/рг - расчетное вначениа продольного размера одностороннего осадка п пройзлольшй момент премаот г, гдэ а - ковффяпиеят протр:1ио-нялшости мвщу фактической пэличяной продольного размера осадка и его расчетным значением; рг - плотпость отложений.

Значения параметров )ю, йк, Ш и а оцеотпаютсп по экспериментальным даптяад. Црц этом вео гололедного осадка нв единице длины жестко закрепленного пролода опиитаатсп формулой

чс-а-ио-ш --г

рг-Иг(Ьо-Ьк) pp.Dk

ио-ш-йк'« +- Г 1 - е

1С'О

Для оцетга плотности образуемого осадка ноподьаапапа из-пеотиая критериальная записимость ывгаду рг и температурой, водностью попдуха, скоростью латра, ковфдациаптом захвата о учетом теплопроподпости и гасрнтой теплота плавлэния льда.

Сряпиепио реаультагол расчетов по гаэлучопяим уравнении*! о експйриментпльптг*™ дяппнми показало хорошую их соглвсуемость.

Отклонения раочетллх дшишх от вкодериментальпих не пршшшают Б-7 Ж. Эксшеримет'н иротдени и пвродаиамичвской груба при температуре воздуха -В - -й °0, скорости тэдувшого потока 1С) м/с, среднем рядиуов капель ?0 мкм и водности ноадула 0,3 у/м3. Продолжительность каждого вкспаримента составляла 1,5 ч, намерения веса осадка ироианодиляш, чераа нанднэ 15 мин (рис. 5).

Разработан метод твлвконтролп и твлвснтшлиавцт» обледеио-ния проводов, аякмючающийол л намерении величины атаса ганера тора синусоидальных сигналов нноокой частот» в влектричаской цепи, гаслючандай ri oefin контур из проводя контролируемой линии, конденсаторов спяаи и земли, lia месте установи! датчика гололеда между, проводом и аимлей черев конденсатор связи включают шунтируемие датчиком г ололеда имакогольтпые нлвмзнты оопротин ления (ивпримар, параллельно соедтвдтие катушку индуктивноста и резистор или потенциометр). Падение напряжения промышленной частоты па олешнта активного сопротивления ограничивается ка тушкой индуктивности. Для коммутаций данной цепи могут бить ис пользовали 'нязкопальтпие встречно- параллельно соединаштие тиристора (при использовании датчика, шходним параметром которо го является електричвокий оивнал) или контакты механического датчика гололеда. При атом нет ограничений по изоляционному расстоянии между контактами датчика гололеда, а такие скорости коммутаций, что позволяет изменять параметры цвгга беп пыеако-ыальтпого коммутациопяого аппарата ври помощи мапаотпих датчиков гололеда практически ноех видов.

Раочвти и испытаний показали, что чувствительность устройства талтеоптроля попшпетоя при увеличении вндуктивлостей вагрп.днтйляИ пч--ош'иялоп и умеш.шмши рапотоппин от генератора

до места установки датчика гололеда, что может бить достигнуто en счет размещения генератора на блшайтаей к гололедному участку трансформаторной подстанции.

Для осущзстшгашя толеконтроля обладепзлия проподоп при наличии пнсокочястотиой свяви по линии (рис. С), на места установки датчика гололеда могсду пропадом и землей через блок сопрягшим с лишай олектропередачи, состоящий из конденсатора спяпи КО и фильтра присоединения ФП, гвслючапт последовательно совдонегошв дна репистлпннх элемента Pi, Pz, один на которая шунтируется контактами 1С датчика гололеда, а другой алунит для обеспечения заданного (достаточного для орабатнппния оягнолава-тора) затухания коптрольшх сигналов аппаратур!» пч-оппзи АУ при вамшугах контактах датчика гололеда. Выполнив рассмотреппу» схему трехфазной, мошо значительно расширить предел» искусственного изменения ватухатш контрольных сигналов пч-свяви, т.к. трехфазное короткое замчквнто па землю (гр данном случае нэ частоте колтролютх сигнэлш) гшнппат паибольшз затухшие сигналов пч-спшш певависиш от ев схекя ^ 'фаза-земля', 'фззп-фа-па', ияеитирапвнтгв провода расщшшптой фавн и др.).

Пактг.гта, что исполг.зопаниэ генераторов- рапшдс частот пли проподоп рашшх фаз а передачей сшцяальшх спгнапоп, позволяет устранить влияние вявиттх факторов (тумана, коросвдэг» доадет п т.д.) па чувствительность устройства талеконтроля.

Рассмогреннна схема позволяют получать достотарпув- инфор-мпцню о гололеде а высотой вадеяноотвиу т лг. jjjot вто» для- порода чи сигналоп о выхода датчтгга гололеда на- расотоляш ш требуется установки специального ггерз датчика л» гололедоопао-ном участке линии, чаото недоступном в- вякнвп- правя, агкапвпннй

метод позволяет управлять процессом плав1си гололеда и может послукить основой длл решения проблемн телеконтроля и телесигнализации обледенения пронодон ПЛ.

В пятой главе на примера ВД 110 кВ Талдн-Кургаваково ПЭС исследовани схемы, реализующие обоснованный в диссертации метод гюмяаения аффективное™ установок плавки гололеда. Показано, что при использовании огих схем попытается оперативность и расширяются предели регулировании величии» тока плавки гололеда. Обеспечивается возможность проведения плавки гололеда при вначителх.но меньших налряквнии и мощности лоточника питания по сравнению с существующими схемами планки гололеда переменном током.

Исследовали переходные процессы и проведена оценка максимальной кратности перенапряжений, воамозсшх при коммутациях схем планки гололеда. Представлены результаты расчатов рожи--ыов планки гололеда на проводах различных линий н зависимости от количества л схем включения статических копданоатороы, которые подтверждены испытаниями схем плавки гололеда в реальных условиях.

ЙАКЛЯЧЕНИЕ

1. Обоснован и равработен метод ношманмя вффэктивности устройств для плавки гололеда, заключающийся в более полном ио-. пользовании ресурсов силовых Блвмантов сопротивления с учетом низкой повторяемости гололедных ситуаций и кратковременности плавки гололеда. На примере силовых импульсных и статических конденсаторов показано, что реализация данного штода позволяет Солее чем на порядок снизить стоимостнш и иассогабаритные показатели копдвноаторннх установок по сравнению о вариантом

использования традиционной методтси расчета шюктрооборудова-нив на длительный регмм работы в электрической сети.

2. Разряботани в исслвдопани метод» пламен гололеда баз отключения потребителей на радиаш.нш лит Лх 6-35 I® баз резервного питания с испольаонвнием тиристорних и конденсаторных установок.

2.1. Пропедени расчета регсимов плавки гололеда с применением численных методов спектрального анализа и интегрирования по катоду Симпсона. Расчет» и лабораторние испытания покакали, что при ограничении ковффицивнга взсинусоидальвости в допуоти-ютх пределах, охеми с тирнсторямн при иофавной плавка гололеда позволяют в 1,2-1,5 рапа увеличить длину проплавляемого участка вв очаг ониизния отвпепи нвоиммвтрии фавннх напряжений оа~ ионной гармонию! в конце участка лилии олектропэрэдпчи.

2.2. Яопмокпоать ооущаотвлзния плато? гололёда бвв дополнительного оборудования обвспвчииаето.ч при изменении опеки со-едиватш батареи статических конденсаторов из треугольника п ппевду о вввемланной нейтралью о сохранением расчетного валря-г.оштя кяпдой ее фппи равпни линейному напряяению сети. Еаяипн-пу тока плягаш при втоМ мошга принять равней рабочему линвйно-му току батарея статических копденсвгороп.

3. Покопано, что на Ш1 36-110 кИ полшаниа еффектшаюога устройств плавки гололеда кокет бить достигнуто аа очет организации параллельного (на ВЛ 35 кВ) и последовательного (на ВЛ 110 кВ) резонансных контуров с применением нондвяспгоршх установок .

4-, Определено схемное решение по ношдгентао аффективдостн устройств плапки гололеда на ВЛ с рвадеплвшошг фпзяма, кото-

рое при реализации па ВЛ о двумя проводами в фазе позволяет уменьшит!) и известном устройстве количество конденсаторных батарей п 3 рааа и полюсов выключателей в в раз.

5. Последовало осаясдение капель при обтекании провода го— лоледонесущим потоком и получены уравнения, описывающие процесс обледенения жестко закрепленного провода.

5.1. На основе аналитического решения уравнения движения капель и яналиаа влияния различных факторов на интенсивность обледенения, получено уравнение, опиеннающее зависимость ширины полосы, из которой вое капли сталкиваются с поверхностью провода, от диаметра прохода, радиуса и плотности капель, скорости Потока и шзкаоти среда. С помощью метода наименьших квадратов установлено, что среднею«адратическое отклонение результатов вычислений по данному уравнению от расчетных данных, получениях другими авторами на оононе численного решения дифференциал!,ыого уравнения двикения пторого порядка, не превышает 0,002 (расчета проведен» в безраамерних координатах).

6.2. На освопэ закона сохранения пещества в гидродинамика по аналогии с классическим методом расчета переходных процессов в линейных алвктричаских цепях вннэдвно уравнение, описн-нвкицвв шс гололедного осадка на проводе о учетом изменений .геометрических размеров гололедного осадка в процессе обледенения. Сравнение результатов расчетов с экспериментальна,«! данными, получениями в аэродинамической трубе, показало хорошую их согласуемасть. Отклонения расчетных данных от экспериментальных но лрвшгааюг 5-7 %.

6. Разработан метод твлвконтроля и тбласшгтлнзэции обледенения проводов, повволякщий получать достоверную вчфоршцию о

гололеде о высокой надежностью. При отом для передачи сигналов с пнхода датчика гололеда на расстояние не требуется установки передатчика пп гололодооппспом участке липни. ПродлокошшС метод моглет бить роалироиан на Ш! licax lumccou нанрякенип, позволяет управлять процессом илагега гололеда в у.окот псслугнть оснолой для решошш ЛробЛВМИ ТВЛСКОЯТрОЛЯ II Т0Л0 сзп'ишшпоцяп ОбЛЙДРПОПЛЯ просодоп.

7. Пп ггритарз ил 110 кН Талды-Нургмзского ЮС исоледоттш океки, рйа«шу?удя8 обосвошвгонй и диссертации метод помжопия г-Метшшгоото плвгая гололйдя. Покаапно, что при исшлшопании отпх ехгм пошг.тотсл операторное:! ь п расширяются предел:) рэгу-лпрапгопш величая« тока плшяш гололеда. Обосшчитатсл иоз-моккопть прсяодспня нлягаш гололеда прз пначителыю г-ганьпнл паирягаппп и исярюсти источника питания по срашонио с сущес-тыуицнми сшемами плата; гололеда перемакита током. Пропадала сцонкп максимальной кратности nopoiionpnEtoiniil, поэкогашх при коммутациях раэрпботпшшх сх-зм плаши гололода. ГГрздотанлснн результата рпочетол- рекимом плпнзш гололода па Проподпх различных линий п аппясикооти от количества и схем шеличенип отп-тичоелагх конденсаторов, котарно подтаврздепи испытаниями оязм плагаот гололода и ропльннх условиях. '

По диссертационной: работе опубли; хишно 12 научных труден и полученн 3 рзшепчя . о яыдача одного авторского свидетельство и дпух патентов на изобретения, представленные птаэ.

1. Шшгекбапя СЛС. и др. Плвпка гололедп в сетях с заземленной нейтралыо/Щиликбаев С.К., Борисов В.II., Искоков И.И., Лбяаноп Р.С.//Научные оонош создания ¡шзргосбврегпгацей техтш-JCI и технологий:Тез,докл.Воесоюа.копф.— М.,1990.-0.1*.

2. Абяавов Р.С..Борисов В.Н..Ииликбавв O.K. Математическая модель процесса голодедообразования при жестко вазсрепленном провода линии вдектрошредячи/Совремазшое состояние, проблемы и перспективы энергетики и технологии в анергостроении:Тев. докл.Всоооюз.науч.-техн.коиф.-Мттионо, 1989. - с. 136.

3. Шиликбаор С.К. Об одном штода описании процесса обло-депония проводов вопдушшх линий шшзгеропврадачи/Матер. 20 конф. мол. уч. СЭЛ СО АН СССР.-Иркутек, 1990. - с. 102 - 107.

4-. Шаликбаев С.К. .Борисов В.11. .Абкапоп P.O. Алгоритм расчетов интеноивпооти обледенения проводов воздушных линий блок-тролерадачи/Матср. 20 ков$). мол. уч. СЭМ СО АН С0С>'.-Иркутск, 1990. - о. 103 - 113.

5. Шплинвявл С.1С. Двшсзииа капель тумана в шомугценном потоке войдуха/Ллма-Ат.энорг.ии-т. - Алма-Ата,1989.-Деп.24.01.89, it 2616. - 17 о.

6. Игпликбаоп С.К. Математическая модель процесса гололедо-обризопания на цилиидричеозеой лонэрлнооти/Алма-Ат.ьяарг.иц-т.-Алма-Ата, 1988.-Деп.09.11.88, 41 Р394. - 16 с.

7. Шшшсбаап O.K. Модель обледенения поверхностей различ-iiiix тол и метод идентификации ее парама трои/Алма-Ат.шерз'. ин-т. - Алма-Ата, 1 Рва.-Дап.ОУ. 11 .88, « ?395.. - 14 с.

О. Циликбавв С.К. Метод повшиения эффективное ту устройств для плавки гололода/Учзнно и специалиста - в решении социально- вконсыичacicix проблем страны ¡Кятер.Всесокз.науч. ■•прпкт.копф -Ташкент, 1990.-о. 14Й-147.

9. Шиликбавв G.К. .Борисов ВЛ1.,Мозшкоы И.II. Катода иошае-шя рэгпшшх параметров влэктрнчеашх-патой с целью плаыш го-лалйда/3.г.з1;трофдгшчас№о и -н^рикладннз вопросы внеоковальтинх

намерений:Тоз .Гесн.пауч.^ехп.ноиф.-Зппорокьв ,1990.- с. 60-61 .

10. Кнликбаап С.К. и др. Схэшшз решения по пелгаелив оф-фШСТИВНОСТИ устройств для плавки гололедч/Киликбэеп С.К., Парисов H.H., Аботнои P.C., Дукснбаэв Ii.Л //Сборник науч. тр. НпзЛИИЭ.-Апма-Лта, 1990. - с. 141-140.

11. Есрисоп П.Н.,Еиликбпвп С.К. .Искшсов И.И. Пр-.шапонио бес-контактннх коммутационных аппаратов и силошх конденсаторов для штшш гололеда на ЛЗП/Соядшшс комплексов олокгротехпического оборудопптшя шеоковольтной прэобрмопательной техники: Тез. поу ч. -тахн. конф. -1,1., 1 991. - с. 33-35.

12. Шиликбаеп С. 1С.,Борисов В.11. Обнаруяениз гололеда на проводах воздушных линий/Создание комплексов олангротахпического оборудования высоковольтной преобразовательной техники: Гоя.

ппуч.-тахн.конф.-К. ,1991 .-0.31-32.

13. Решение о шдаче авторского свидетельства па ивобрате-

inio по заявке Ii 4891924/CIT 'Устройстпо для обиарукэнил гололеда' авторов: Борноопа В.IL, Шилшсбаепа O.K., Исквкопа И.И. я Соколова D.U., выданное 5.06.91г.

14-. Решение о вндача патента на ксобрзтаивэ по заявка it 4-701690/0Т 'Участок повдуиной линии олоктропорадача о илаяюЗ

---.------------ -----------. _-fl * п If

1 U.ilUJJUfU.tl Ч/UU Win.üUlV4>«l wu «...-wj.-. — ----w....,

пнданнсв 10.12.91г.

15. Решение о вндача патента па изобретение по заявка ft 4Т67203/07 'Участок линии электропередачи о одаовремегопад обогревом всех фазних проводов баз отключения потребителей' авторов Шиликбвава O.K. , Борисова В.Н., Искпкова И.И. п Абвшшпа P.O., выданной 26.12.91г.

2 I

О 20 40 60 80 Puc, I

>Ь-

Qri г/ц

во • I

р

60 Г . з

40 -

го - уС

0

^<1 Рис. 3

2 - AC-I2C/I9 ч - лп-snn/fli

J-> I_I

1г »4

Г-^г*

р<

Рис.

и,

! <*.

г*-

1т

I I* I 1.

t

IX

I I

V

Рис. 'i

О 0,25 0,5 I 1*25 1,5 i,4 5

Рис, б

Подпкчзно к печати 16.04.92 г. п.л..:, Заказ £313, тира« ТОО экз, бесплатно.

л

Ротаппинт Альа-Ат,;иского энергетического i:HOTi:ryTa, г. Ллиз-Лта, лссиоилвтоь I

:ту та