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

СИЕ11РСКЩ НАУЧНО-ИССЛНДОВАТЕЛЬСЮШ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ

На правая рукописи

ШИЖШЕВ Серии Нядцрович

ОБОСНОВАНИЕ 11 РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ ЭМЕКТШЮСТИ РЛАВШ1 ГОЛОЛЕДА НА ЛИН11ЯХ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

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

диссертации на соискание учеиай степени кандидата технических наук

Автореферат

Новосибирск - 1992

/

Работа выполнена на кафедре "Электрооборудование к еле; трические станции" /ип.'а-Атпнекого энергетического института

Научный руководитель - кандидат технически;: наук, доцент

БОРИСОВ В.Н.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Ведущее предприятие - производственное объединение энергетики и электрификации "Алма-Лтаэнерп

Сибирского научно-исследовательского института энергетики. •

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

ХЛЛМОВ Ф.Х.,

кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник ЛИЗМЕК Fi.fi»

Защита диссертации состоится _ ¿02$ . 1992

в _час. на заседании специализированного Совета К-144.04

Ученый секретарь специализированного Совета К-144.04.01

ОБЩАЯ ХШКГЕШЗТ1Ш. РАБОТЫ -Актуальность. Гололоднно nnnpmi па лшшях влвктропаредачн прашдят к длгиталышм порорнпвм п елоктрооиайкотш иотробито -лай ц сопропоаядвютоя пяродтгахозпйотшшиш ущорбом, шапшшим нодоотпумсом олмироипсргии. Нппболзв рацтоиалымм матодом борьба о гололодом лнля&тоя ллппка рлактрцчокшм - током, которая позноляот оперативно удалить гололодтга отлокотш о проводов протякатшнх лини» и продупродить иохмтчоскую tiopoipyaicy, oöpurai, пляску проиодоа и розруиониа опор. В явшсй стрпно

плапкп голододп получила широкоо пргмопош'о н ш многих опор-

ГОСИОТОМОХ НМОЮТОЯ МОТОДИЧООКИО У1ШПЙ1ПШ И инагруюцш НО Ш1П11-

ко гололода перемелшм и поатоятпшм токвми.

Зппчитплышй пилад п решение nonpoca борьбн о гололедом втот труда В.В. Бургсдорфа, Г.Ц, Денисенко, ГЛ. Генриха, Е.П. №шгфорспя, М.Л. Ляндн, М.А. Будвко, Ф.Х. Усмвяопя, Л.Л. Иитсонца, A.A. Сбротсто.В.В. Холодала, O.A. Подрасюпа и др., в которых продотвплонн результата многочиолспшга иссло-доттпий процоссп образопшгая гололеда ип проводах линия олок-чропородячл и цплоуогш способа и срсдотш для пляши гололеда im лоздушягх линиях (ВЛ) различии зслассоп шпргшзшя.

Jlonmromso ойокткгаости устройств для плаптш п. юлода тробус? болео полного иоиольпоншшя росуроои «I силошх влсмоитон. Решило лоотяплзтюа зпдпчи иотзолиа* рякшрлтъ об-ляоп, прнгмопония прешлплогпю ятустспом/х щмшэтои сопротинло-гпгя мопыпой пошиялыгай модагаоти зп ачат форопропяппого in: ио-палз.напппвл я реализовать праотно и вМсктяпдао «птодч ляпп'ш голадодя бол агчлючопия потребите лей.

Для дялх.хюйшего пошшехши пффоктиниооти шапки х'ололодя носбходимо продолжить иослодопшшп но разработке мотодоп толо-ксптролп и толосигиахшаации обледенения пропадав, паанолящих получать достопориув информацию о гололеде с писакой подокно -СТ1.В. Разработка математической модола, одокпапю ошштагацей процасс образования гололеда, тзлояят изучат!, шиянио различию факторов на иитопешихостх. облодолопия влсментон хюпдушши литш# электропередачи 15 сшаи, телопизиотшх мачт, кшхатних дорог, яптошшх енотом, контактной сети нолоошн дорог и многих других промшплонпнх объектол.

Гнбота шпешюив на хсафодро 'Элоктрооборудотнио и олсхе-тричасгага стшцви' Атмп-Акшокого инэрготячошеого института л рпшюх кокпувопокой цолопой комплексной ххрограмми 'Экономия влектрошхаргтх' но решении пвучпо-гохиачоской проблемы 'Разработка катодов и средств окопомии влоитровноргии и влоктричооки скотомах' (Приказ Мюшува СССР ч! 101 от 9.02.87г.) к ио хоз. доголориим научно-яоолодоиатвлх>окйм работам.

Цолх. работ». Целью диссертационной работы пшшотся разработка мотодон иошшшя вффвхстлХиюста плати гололеда для ВЛ иооз клоаоол напряжения а учетом услохтй и рекнмон работн ородатп шапки гололеда 1! контроля гололодоабравонанип.

Метод» ксолодонппия. При выполнении исслодонапия иеиолх.во-валиоь иолокоиия тоории влоктрххчооких ценой и аэродинамики. Эконоримеяталыме воолодояапип проводят! н авродинамичеекоЗ трубе лаборатории линий олоптропоредачи КааНИИЭ, в паучно-ие-следопатольской лаборатории техники пнеоких напрякодиЯ Алма-Атинского внергйэтгчоокого шетигутя, а также на дойстнуищти рлоктрауотпиоикпх Тшвдх-Курганспсох'о ИЗО ПОЭЭ 'Алма-Атавлорго*.

зорвтичвслие исслодопшпш сопратгакдалисг. разработкой матсма-поаких модолсй, пдокпптпост. гсоторнх оцснишлась но ослопа рвтюлип раяультвтп шчислолий о давними ивмороний и влек-ричошшх сотях и лабораторних условиях.

Научная нопиана. В работе рсшсни алодущио нвучнне задачи.

1. Но приморо пилопнх кондопспторот» абоспошп и рааряботац отод голшгания оффоктипиооти уотройотп для илагши гололода, аключалщийся л Оолоо полном использовании росурсоп агих кои-.онопторол за очот их лришлмгая л форомропялном рогшмо о учо-■ом относительно низкой лопторпомости гололодних ситуаций (по 1олоо 5-6 рая п год) и ирпткопромотости шшгиси гололода ;П,б - 1 ч). Наличие широкой помешилатури копдопоптороп болоо пгаких гслассоп нялряиошш и более благоприятаие по ершшотш с зяочотшлга услолия их о-тляждогая при плапио гололеда создают трпктичоскую лопмокноогь для роялизмом раврпботшшого мотода.

2. Раяработани и иоолодопапм мотодн алапки гололода без этнлшения потребителе!} на радиальных линиях 6-35 иВ без резервного оттшгап с использованием тнристоршх и кондепаатортга уотпоток. Опрэдалепи схамше ратешя по попшпотга оффектигаш-стя уез'ройотп плата гололодл mpemwnm током на ВЛ 110 кВ н шив.

3 .■ Предложи способ получошш мвтоматичоогсиж модолой процесса обледэпения протодоп по аналогии о илаооачосяойм методом расчета.перэходаих процессов и ланаШш вяэитрачаских цепях. Исследовано оовиданиа кппаль при обтекший препода гололйдоня-оуцигл потоком и ш ооиопэ теории аналогия и закона aoxptmemm вэщосгпя л гидродиыаштв рпярпботппа тгшатичпезшя нодоль, учятнппгацяп япмонпттия гоомотричооипс размороп гололедного

б

ооадка л процессе обледенения.

4. Првдлоиен метод телекоятролп и теласигналивации облвде шотш проподап, паашдпкщий дистанционно коптролиронать голо-лодаыо иагруаки па пропода воздушшх линий влакгрошродочи.

Практичаммп ценность. Разработанный мэтод пошгашгея вф -фоктавности устройств плапки гололеда позволяет существенно ошгаить отоямоотпда и массогабвритшо покавптоли атнх устройств ап счет форсиропанного использошнтая конденсаторных устя-нопон меньшей уотапогшагшой мощность В овпзи о тем, что сило-ш» коидецоаторн применимы г,тс л сетях о иоолиролашюй (для плавки гололода па иомпалшом иапрякотга сети бел ларуптлия целостности конструкций линий п качестве дополнительных нагрузок), так и в сетях с зпземленно! (на ВЛ 110 кВ и выше для расширения функциональной шзшлшости устройств плавки гололода переменный таком ов счет компенсации индуктивного сопротивления пропода) нейтралями, дапшй метод позволяет псшсить вф фэктншость устройств плавки гололеда практически но ЯЛ всех классоп папрпкония.

Прадлошнгай татод дистанционного контроля обледенения прозодап позполяет получать достоверную информации о гололеда о высокой падокностью. При втоы для передачи сигналов о внход; датчйка гололеда па расстояний не требуатоя устаногааг передатчика иа гололедоопаспом участке линии, часто недоступном I зимнее время. Указанной мэтод позволяет управлять процессор плагада гололеда и моаот посдукить оонопоб для рощешгя проблем! трлвпситроля и твлеаигналмзрции облэдетнип проводов.

Получоич решения о видачз авторского свидетельства на мойре тенте по заявке « 4891924/07 'Устройство для обнаружения гс

следя1, выданной 5.Об.91г., и патентов по заявкам * 4701690/07 Участок воздушной лиши плсктропородата о планкой гололода боо тишлопия иотроОитолой' и # 4767203/07 •Участок лшпто олоктро-гародачи а одаонрамошшм обогревам всех фазнпх проводоп баз отключения потребителей", шдвшшо 16.12.91г. л 26.12.91г. соот-штотноино.

Роализш;ил розультатов работа. Расработашшо методы погшшо-шп оф^октиниости планки гололеда шюдранн при ирозктиронашш и 13ГОТОПЛОНШ оштаю-промшшюнних оброзцон уотаиопок плавки го-яолода лп Талди-Кургансксм предприятии влоктросотой ШЭЭ 'Алий Атаонорго' и п Носточшх олоктричоских сотях ПОЭЗ 'ЗапКяз-

энерго'.

Апробация работ». Материал» диооортащюшюй работн докла-днвалио!, и оо'сувдались на Всосокганой научно-твхгачоской" конференции 'Современное состояние, проблемы и дарсшктклц тюрго-тслш и технологий п отаргоотроатш' (Иваново, 1989 г.), на Всесоюзной паучпо-практической конфоропщш 'Учошо и споциала-ста - в ■рвтвтт социально- экономика агат проблем страш* {1шп -кант, 19У0 г.), на Всесоюзной конференции 'Научлна осиош создания опоргосборогающой' тоиадсн и технологий' (Москва, 19У0г.), но РоспублщшпскоЯ иаучио-тсхтиоской конференции 'Элоктрофизичоогсио и пртиадтшо вопроси шоакопольтпих: изморо-Ш!й' (Яалорояьо, 1990 г.), нн научно-технической конференции 'Создгшто комплексов олоктротохпиздгасого оборудования внеоко-нольтиоЯ преобразовательной техники' (Мооква,1991 г.), на 20 н конференциях молод?« учонга и споциялиагоп СЭМ СО ЛИ СССР и отмочотт почетной гра?лотой, дипломом и дэшзяшми премиями (Иркутск, 19&Ч, _1990 гг.), на ташгаооют. сопвщапктс Толдц~Кур~

гвяского ПЗС (Талди-Кургаи, 1989-1991 гг.) и на ваучшх сеыинв-рая кафодрн влсктрооборудопанно я влсктризоскис сгаицки' Алма-Атинского энергетического института (Алма-Ата, 19Й8-1991 гг.).

Публикации. По диссертационной работе опубликовано 12 научная трудов И получен!J 3 решения о выдаче 1 авторского свидетел! стла и 2 патентов на изобретения.

Структура и обьем .работа. Диооертация состоит из введения, пяти глал, заключения, спискв исполъеолаяшх источников иа 181 наименования и А- приложений. Содержит 1Т2 страницы основного текота, 38 рисунков, б таблиц, 25 страниц приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕИШИЕ РАБОТЫ

Во. введение обоснолана актуальность исследуемой проблемы и изложены основные положения, выносимыб на защиту, научная новизне и практическая ценность получениях реаультатов.

В. первой, главе выполнен аналив результатов отечественных и зарубежных исследований по физике процесса обледенения проводов и методам борьбн о гололедом. Рассмотрены и проанализированы метода и средства для плашш гололеда на НЛ всех luiac-соп нштрякення (начиная от распределите ль»« сетей 6-10 кВ до ВЛ о расщепленными фазами напряжением 330-TSC) кВ) и Методы контроля и сигнализации обледенения проводов воадушшх линий. Сделана постановка аядач и цела исследования.

Во второй глава обоснован метод поштанил бсйектпшюати устройств плавки гололеда и исследопаш йарегруаотише способности силовых импульсных и статических коЯдейсй?орой Примените лыю к условиям шавл гололеда.

Общая продолкитеЛьноать иопольвопаяия оияошх влемвйтов устройств планки гололеда составляет всего лишь 30-1 СЮ часон

за период 16-20 лет, т.о. по превшшет 0,08 % от номинального реоуров втих влвментоп. Кроме того, их реними рвботн в ооотаве устройств плавни гололеда (непродолжительная работа и длительная пауза) и условия охлаждения при пляпкв значительно отличаются от раочетннх. В овязи о этим элемента устройств пленки гололеда, применяеше только для ташши гололеда, долгом бить использовпнн о большей перегрузкой по сравнению о другими ус-тройоглйми, входящими в ооотян подотанпиошюго ойорудопаиия.

Пропадет) ряочйти допустимых перегрузок (относительно но-мшпльнлх напряжений) пилошх конденсаторов в паписимооти от рояльно возможной ггродолггателыгасти их иопользовйния п соотвпе уотройотл л.мвот гололеда. На рио. 1 предотяпленя аавиоимость допустимой перегрузки по напряжению от общей продолкительпости робот» кондолоатороп тютя КПК (itoomiycime о комбгоиропашшм девлокТриком и пропиткой оинтетичеокой жидкостью) за период 16-20 лет. Верхняя и шшяя кришз ооотиетствуют конденсаторам дпниого типа о ряяличной толщиной дийлзктрика и объемной долей пленки п нем. Пр;г общей продолжительности работы 30-100 чаооп яя укяэшганй период, допустимая перегрузка составляет 2,1-3, что соответствует оншшшта удальшй отошастп (руй/нвар) яеоб~ ходимнх шнденппторав данного runa п 4,4-9 рва по сравнении о пяриаптом испольоогшмя другого (большого) колпчвагпи коиденоа-тороп ооз перегрузок (в раочотшх уологшях) для генерирования одной и той аз реактивной мощности. Лиализ результатов расчетов показал, что ijjjii лродолггателыюста рябом 20 часоп за период 15 лет, стоимость конденсаторной уотвшп:ся за cwei ее форопропш^ ного иопольпоппшп мояйт fiuíb снрглапп в fi-Ю реп.

При нопользаьшшм ймпульсшх кондеиоятороп для ллпвкп го-

лоледа их ресурс необходимо пересчитать с учетом изменения рЕ кима работн о импульсного в сииусоидвльний. Лпвлогичше расче ты, пропадеянне для импульсных конденсатарол о бумажной ияоля щгей, пропитанной синтетической «едкостью, показали, что уде; та стоимости имлулъсяих конденсаторов при допустимом оинусог дальном напряжете и 8,6-11 раз ншв уделили стоимостей статических конденовторов на напря8[ение от 1,05 до 10,5 кВ.

С учетом вяпвоа по напряжению, который обнчяо принимаете? при расчетах батарей статячвоких конденсаторов с учетом воз-мокннх атмосферных и коммутациояннх перенапряжений в линию ялвктропвредачи, а тагаю максимальной кратности пэреналряке-нвй, вовмойши при коммутациях охам плавки гололеда, показяж что разработанный метод позволяет снизить стоимостные и масс: габаритнне показатели конденсаторной установки более чгем ш порядок по сравнении о вариантом иопольеопания традиционно! методики расчета влектрооборудонвшя но длителшнй рохгам раб< та в влектричэокой сети.

В третьей главе рвзрвботаян и иоследованн метода гслввго гололеда без отключения потребителей на радиальных линиях б-! кВ и определеш охвмнна решения по попншашпо вффективности у тройста илаикя гололеда яа вл 110 кВ и шше.

Возможность плавного регулирования величины тока в право дах ВЛ 6-35 кВ поедается при иоцольвояании силовнх тиристора: которно имоюТ малую мопрюси, управления и внеоютй ковффициен полезного действия. При использовании тиристоров, соединенна встречно-параллельно (рио.2;, а также по схеме трехфазного о, нополуиериодного выпрямителя, в качестве обратного провода и польвуетоя земля и плавка гололеда осуществляется при лофпзя

га чередующихся искусственных однофаашх коротких замыканиях, эи использовании тирвоториой установки, л которой однополуно-1 дше тиристорние блсгси соединены между собой пооледопатель--> в треугольник я подключен» к оо'огренпэмой линии на ос приемам конце (рис;. 3), планка гололеда осуществляется токами черэ-ующихоя иокусотввшшх двухфасшнх коротких памикшгий. >1а рис. 4 онаппнн пременнио диаграмма токп п напряжения на ифноторях уо~ ройотяа, представленного на рис. '¿.

Протеденн ряочотн реиимон плавки гололеда с применением моленных методов спектрального анализа и интегрирования по етоду Сшпсонй. Гяочета и лаборатории« исиштпнип покппали, то при ограничении копфрншонта носинусои,дальности п допусти-шх пределах, ояами о тиристорами при яофазной планке гололеда гопполяют л 1,2-1,5 рала уполичии. длину проплавляемого участ-:а па счет ояизкопия степени нааишягрии фшних напряжений в юнца участка линии. Нто свяпшю с тем, что при одинаковых то-сах плавки в схеме с тиристорами падание напряжения основной гармоники (60 Гц) вдоль провода линии ниже, чем й схеме с литейным влеменгом сопротивления, т.к. при использовании тиристоров действующее пначнние основной гармоники тока меньше дейо-гвумцего (эффективного) пначепип всего тоня плата» гололеда.

Возможность осуцеогплания плавки гололеда бея дополнительного оборудопания обеспечивается при использовании батарей статических конденсаторов. Понизят, что' сравнительна высокая оперативность плавни гололеда на радиальных линиях достигается при ивменении охвмч сюядинепип батареи отатичашшх конденсаторов йп треугольника в пповду о сохранением раочвгжйч» нйпрявдания кви-дой ее фяак рпв/тм линейному нттрякешп сети. Об туп точку бя та-

реи конденсаторов, размещенной на питающей подстанции, заземляют и плавку гололеда проводят поочередннм подключением яроводо! обогреваемых фея к выводу заземления на приямном конца линии Электрическая цепь, образованная из провода обогреваемой фазн i seмли, шунтирует соответствующую фазу конденсаторной' батареи Значение тока в шунтируемой фаза батареи конденсаторов оквзнвв етоя в 10-15 раз нике величины тока в обогреваемой фазе. В спя пи о втим величину тока плавки мои о принять равной рабочему линейному- току конденсаторной батареи (рвзультирукщий ток ос-талымх двух фаз батареи конденсаторов практичною* полноатыя протекает через провод обогреваемой фазн).

На 35 кВ в тех случаях, когда мощность трансформаторов питающей, подстанция недостаточна, для проведения пофазной плавки гололеда мозшо оргазтаовать парплпотля/й ревоиявонай контур, оодернвщий конденоаторную уотановку и реактор. Пропод обогреваемой фазн заземляют в конце учаотка линии, реактор включают между выводом яаземления и нейтралью вторичной обмотки трвнсфэрматора питающей подстанции. При отсутствии конденсаторной уотвповки весь так планки гололеда протекает чорес обмотку трансформатора питающей подстанции и приводит к недопустимой его перегруаке. Включением конденсаторной установки между нейтралью трансформатора и проводом обогреваемой фазы можно компенсировать индуктивную ооотввлящую тока плавки. Toi плвпки не вавиоит от параметров кондено а торной установки и определяется оопротивлением реактора. При атом величину тока череп обмотку трансформатора моямо уменьшить в 8-10 раз по сравнению о вариантом реализации устройства плавки ' гололеда бе?э кондйноаторной установки. Плавка гололеда по данному методу б'

лее рациональна, чем установка дополнительных трансформаторов,-поскольку конденсаторная установка рассчитана только на одну фазу и мотот бить иолольповпля л режиме перегрузок как по току, тек и по напряжению при значительно меньших затрате*.

Показано, что область футщионирошния устройств платам гололеда на BJ1 110 кВ мошт бнть расширено па счет компенсации штдуктипного сопротивления проводя сопротивлением конденсаторов путем организации последовательного резонансного контура при использовании п качеств источника питания обмотки более низкого яяпряжегпш трансформаторов одной из подстанций.

Определено схемное решето по полншепот гхКвктйтшости устройств плавки гололеда на.ВЛ с расщеллеитшми фазами. Наиболее еффективннм из иавеотшх яаляемя устройство, реализуемое без отключения потребителей и содержащее параллвльний колебательной контур, образопантгй из конденсаторной батареи и изолированных друг от друга nai гололедоопаоном участке проподов расщепленной фавн. Попшениэ вффвктилности данного устройства достигается за счет шполнения опарпций, необходим ix при его включениях и отклвчвниях, аналогично о переключениями, осущос-тпляемими при оекциоиирапянии и перепаде линяй нв обходную аи-етому тин а помощью оошощоттого .обходного и секционного nu-шшчятелл. При реализации данного схемного решения йа IUI о дяу-мя проводами а фазе можно уменьшить р известном устройстве ко-личестпо конденсаторных батарей п 3 раза и лолюсоп пшиютатв-лой п б раз. Внполнеяив аналогичной послодопатольности операций тоололяет иопольвопst;, опиоашю» схемное решение и яд НЛ о большим количеством проводов п фазе и значительно снизить стои-моотнне показатели ооотгатотпуюцих устройств.

В чатертой главе разработаш: математическая модель и метод твлеяштраля процесса обледенения проводов ВЛ.

На осщош аналитического решения сравнения дпижэния капель и анализа влияния различим факторов па интенсивность обледенения проводов получено достаточно простое уравнение, позволяющее анализировать влияние диаметра провода й, скорости стационарного потока Ш, вязкости среди ц и радиуса капель г на величину ширжи полово 2Яо, иа которой сое капли сталкиваются о поверхностью пропода при обтекании его гололедоиесущим потоком:

где Pjj. - плотность капель.

С помощью мотода пвимопыпих квадратов установлено, что срэднеквадрат#чаское отклонение реаулг.татоп шчисланий по данной формула от раочетпих данных, полученных другими авторами в результата численного решения дифференциального уравнения дгш-вения второго порядка, не нрешшает ü.üüá (расчеты пропадет в безразмерных коорданатаз).

На основа закона сохранения нечестна в гидродинамика но аналогии о классическим методам расчета переходник процессов п линейншс алактричаских цепи выведено уравнение, гарактериау-щаа интенсивность обледенения (neo гололедного осадка на единица длины препода аа единицу времени) частно закрепленного провода:

Uo-r-Pjf

«•О

I = Чо'Ы ^к - Ьк} е к ] '

где ы - водность воздуха; Ьо, Мг - якливалентнал ширина полосы, ия которой лев капли оседают и замерзают па поверхности провода п начальной и конечной стадиях гололедообразования ооотлотствашо; Ик. - фактическая величина продольного размера осадка в конце продеооа оОледаяешя; О - - расчет-

ное значение продольного рпямера одностороннего осадка п произвол!,пнй момент прамани 1;, где а - ковффициент пропорциональности мегда фактической пэличлиой продольного размера осадка и. его расчетным значением; рг - плотность отлоЕепнй.

Значения параметров По, Ьк, Гк л а оцениваются по экспериментальным даннш. Црд втом вео гололедного осадка на единице длиш кеотко закрепленного провода описывается формулой

рг-Ек(11о-Ы1)

С = ТЬ-иФк-г -I--

тс-а

Для ОЦВ1ПШ платности образуемого осадка использовала известная критериальная зашсшость мевду рг н тешературой, подяоетыэ поздуха, скоростьп натра, коаф^ициоптом захвата с учетам твптдапроподаости я скрытой твшготн плавления льда.

Сравнений результатов) расчетов по получогпп/м уравнениям о екешримрпталмттг';» дапптши показало хорошую их соглаауемость.

тс-а-иъ-и

Рг-

Ок:

16 • Отклонения раачатннх дшншх от окслариданталышх не лрвшиают 6-7 %. Эксперимент иронедеш п аородинамичеокой тру О'с при температура воздуха - В - -Г> "о, скорости воздушного потока 10 м/с, среднем радиусе капель ?0 мкм и водности воздуха 0,3 г/мэ. Продолжительность какдого вксперимента составляла 1,5 ч, измерения веса осадка производились через каждие 15 мин (рис. 5).

Разработан метод телвконтроля и телесигнализации обледенения проводов, заключающийся н жмерении величины тока гвнера тора синусоидальна сигналов ниоокой чаототн и влектричаской цвш, включающей в себя контур из провдда контролируемой линии, конденсаторов спяви и земли. 11а месте установки датчика голо лада между нроподом и аемлей черов конденсатор связи включают шунтируемые датчиком гололеда пипкопольтпне олементы сопротивления (например, параллельно совдишнпш катушку индуктивности и ревистор яли потенциометр). Падение напряжения иромишланной частоты на еламептв активного сопротивления ограничиваете« ка тушкой ипдуктмшоста. Дня коммутаций данной цепа могут гшть ис тольэояани пивконольтпые встречно-параллельно соидйиеншще ти-риоторн (при исиольвоншши датчика, шходииы параметром которо 1-о является олектрвчаокий сигнал) или контакт механического датчика гололеда. При втом нет1 ограничений по изоляционному расстояния) мааду контактами 'датчика юлолада, а такке скорости коммутаций, что позволяет изменять параматрн цепи беп нысоко рольтного коммутационного аппарата при помощи мзвестних датчиков гололедп практически асах видов.

Расчета и ионнтання показали, что чувствительность устройства твлакпптроля пошшпетоя при увеличении шдуктилностей вагрпдиталей пч-оишялоп и умашлнаиии рооптоппин от генератора

до места уотапотси датчтсп гололеда, что может бить достигнуто en счет размещения генератора на Олшпйтей к гололедному учаотку трансформаторной подстанции.

Для осуществления гелекоптроля ойледепвшш проподоп при наличии шсокочавтотиой сплпи по липни (рис. G), па месте уо-танопки датчшп гололеда меяду проподом и землей через блок сопряжения о линией оляктрошрэдпчи, аостоящий по копдопсатора сипзи 1Ш и фильтра присоединения ЗЛ, шслючают последовательно ооедитотшв дпа раяистиппнх племента Pi, Р2, один из которых шунтируется контактами К датчика гололеда, a другой олукнт для обоспзчения заданного (доотагочпого для орпбатшмшт сигнализатора) затухания контрольных оатяалоп аппаратур« пч-ошзи AS при зпмкпутше контактах датчика гололеда. Виполшш • рассмотренную схему трехфазной, можно значительно расширить предали искусственного изменения пвтухания контрольных сигналоп пч-евпви, т.к. трехфазное короткое замтяше на зшшо (п данном случае ип частоте контрольных мггиалоп) ггонпие-? наибольшее ва?уяшгко сз-гаалоп пч-еппзи пвпигвтммо от ео exerat ('фаза-земля*, 'фаза-фз-пп*, Егзолиропштггэ проподэ раогдаплвипой фазн и др. ).

Показано, что использование генераторов рвзнпх частот шта пролодоп ряяпгог фпо о передачей стцяалышх спгиалоп, позволяет устранить влияние потшяих фактороп (тумана, короепцэго дондя it т.д.) па чупатпительшеть уотроПотга толэкоптролгг.

Рпсскотрепнпо схема паяпаляит получать- доотоверлуп- гафэр-кнцта о гололеде о гшсокоЯ надекноотьиу T.it. при вто» для- передачи стгпалоп с ппхода датчик» гололеде и» реоетоптае кз требуется уотаиопки опе^вльлого шртдптчитса-па гололедоопао-ном учпотке линии, часто недоступном я адашае- преггн. Jfttnnemraíí

метод позволяет упраыять процессом плавки гололеда и может псслукить основой для решения проблемы телеконтроля и -телесигнализации обледенения пронодон ЯН.

В пятой главе на примере ВЛ 110 кВ Талдн- Курганакого ПЗС нсаледованы схеми, реализующие обоснованный в диссертации метод повышения аффектатнооти установок плаачи гололеда. Показано, что при использовании отих схем попытается оперативность и расширяются предали регулирования величины тока плавки гололеда. Обе опе чипа в тая лоамоиноозч. проведения планки гололеда при вначительно меньших напряжении и мощности источника питания но сравнению с существующими схемами плавки гололзда переменит током.

Мооледонеш параходннв нроцассп и проведена оценка максимальной кратности первнаиряаепий, возмошнх при коммутациях схем штиси гололеда. Представлены результаты расчетов реаси ■ моя планки гололеда на лротодах различных линий в аанисимости от количества н схем включения статических кондапоатороы, которые подтверждены испытаниями схем плавки гололеда в реальных условиях.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. ОЯаонован и рапрабо^вн метод повиааяия вффактманосги. устройств для плавки гололеда, ваключаюцийоя в болээ полном использовании реоурсов оилошм. олементов сопротивления с учетом ииэкой по))торяемости гололедних ситуаций и кратковременности илвпт гололеди. Не примере силовых импульсных и отвтачвокии конденсаторов показано, что реаливацмя данного метода позволяет болае чем на порядок снизить стоимостные и массогабаригныв показатели конденоаторшгх установок по сравнении о вариантом

попользования традиционной методики расчета електрообсрудова-нил но длителышй режим работы в олектричеекой сети.

2. Рвзрпбогяпи и исследовали метода плвмси гололеда без отключения потребителей ш рпдивльннх лит пх 5-35 кБ без резервного питании с иепольсюввнивм тириоторшх и конденсаторных установок.

2.1. Проиедснш расчеты реданов плата! гололеда с применением численных методов спектрального анализа и интегрирования по метод,- Симпссшв. Расчеты и лабораторииа испытания покапали, что при ограничении кооф|мциеятп лвслиуаондплъноотм в допусти-мах прадолня, вяеми о тиристоре™ при пофаяноЛ плавка гололеда позволяют н 1,2-1,5 раза увеличить длину прошшпляешго участка зп счат опиаеная отэпетш нэонмыатрии {явных, напрякашй ос-ноиной гармоники н конце учвотка лилии влэктроперодачя.

2.2. Шпкогоюогг. ооущэотвлания плотен гололеда без дополните льпого оборудопапил обеспечивается при изменении схем! соединения опт арии сташчвавгх коидвнопторон из треугольника н оно иду о заземленной нейтралью о сохранением расчетного нсшря-гсония капдой ве фвпц равным линейному напршсенню саги. Еелячи-пу тока плшвся при птсМ мошо принят], равной рабочему линейному току Оатпрвп статических конденсаторов.

3. Показано, что на ПЛ 35-110 кВ шншвшш вф1ектшнюотн устройств планки гололеда мо::ат бить достигнуто за счет организации параллельного (на ШГ 35 кВ) и последовательного (на ПЛ 110 кВ) резоншсных контуров о применением кондэнсаторннх установок.

Определено схемное решение во повышению оффэктнвноатн устройств плавки гололеда на ВЛ с расщепленными фазами, кото-

рое при реализации па Ш1 о двумя проводами в фазе позволяем' уменьшить и известном устройстве количество конденсаторных батарей п 3 раза и полюсов выключателей п 6 раз.

5. Иослэдоыано осаждение капель при обтекании провода го-лоле доне сущим потоком и получено уравнения, описныающие процесс обледенения жестко закрепленного провода.

5.1. На оснона аналитического решения уравнения движения капель и анализа влияния различии* факторов на интенсивность обледенения, получено уравнение, описывающее зависимость ширины полоса, из которой нее капли сталкиваются с поверхностью провода, от диаметра провода, радиуса и плотности капель, окорооти потока и вязкости средн. О помощью метода наименьших квадратов установлено, что среднакнадратичвской отклонение ре-вультатон ьнчислени-й по данному уравнению от расчетных двнннх, полученных другими апторами на основа численного решения дифференциального уравнения двикеиия второго порядка, нэ превшпа-ет 0,002 (расчеты ироыйдшш и Оеарапмерннх координатах).

6.2. Ня осчапв закона сохранения пвщвагт и гидродинамике по аналогии с классическим методом расчета переходных лроцес-оов в линейных электрических, цепях шнедйно уравнение, ошсы-ваюдэе оес гололедного ооадка на провода с учетом изменений .геометрических размеров гололедного осадка в процессе обледз-нения. Сравнение результатом расчетов с экспериментальными данными, получениями в иэродинамдчзской трубе, показало хорошую их согласуемом?.. Отклонения раочетннх данных от шееяери-ыантальннх не превышают 5-7 %.

б. -Разработан катод телаконтроля и телесигнализация обледенения провод он, лосюолявдий ютлучазм, достоверную информацию о

гололеде с высокой иадестгастыо. При втом для передачи сигналов с выхода датчика гололеда на расстояние нв требуется установки передатчика на гололодоопасяом участке липни. Првдлокэнный метод монет бить- реализован на BJ1 всех классов напряжения, позволяет управлять процессом планки гололеда и мокет послукить основой для решения проблема телэконтролл и телесигнализации обледенения проводов.

7. Jin примерз Ш) 110 тсН Тялдч-Нургапского ПЭС исслядовпнн схеш, рвалипуинрт обоонолшшый в диссертации метод попшавгош оМтктивтюоти плпппи гололеда. Покапало, что при использовании отих схем нош:ппотся оперативность н рпеащрлютеп гграделн регулирования величины тока штвки 1'ололедп. Обеспечивается поз-кокноегь пронадепип штгаш гололеда при ¡значительно меньших напряжении и мощности источника питания по сравнению с существующими схемами плавки гололеда переменным током. Проведена оцопка максимальной кратности неропапряшпий, позмошшх нрп коммутациях разработан«!« охам планки гололеда. Представлены результаты расчетов рокимов платает гололеда па проводах различных линий и залиоимооти от количества и охем вшдачеиия ота-тических конденсаторов, которые подтвэрздшш иопнтялияки охем плавки гололеда н рояльных условиях. '

По диссертационной работе опубликовано 12 паучппх трудов и получены 3 решения . о выдача одного анторокого свидетельства и двух патентов на изобретения, предатаплангше нтаэ.

1. Шплпкбпов O.K. и др. Плавна гололеда в сетях с заземленной нейтралью/Циликбаев O.K., Борисов B.1I., Исквков И.И., Лбявнов Р.С.//Научные оонопн соадання вшргосбарегагацей техники и технологий:Тез.до1М.Воесовд.котв5. —М.,1990.-е. 14.

S. Абгшнои Р.С.,Вориоои В.H..Шиликбвев G.К. Математическая модель процесса гололвдообраэования при жестко закрепленном провода линии электропередачи/Современное состояние, проблемы н перспективы внаргетикм и технологий в выергостроениигТез. докл.Вооооюз.науч.-техн.конф.-Ипаноно, 1989. - с. 13С.

3. Шилитсбяор С.К. Об одном методе описания процесса обледенения проводом гоэдушннх линий влоктропередачи/Матер. 20 конф. мол. уч. СЭИ СО АН СССР.-Иркутск, 1990. - с. 103 - 107.

4. Шиликбаев O.K. .Нориоон ВЛ). .Абканов P.C. Алгоритм расчетов интенсивности обледенения проьодоп воздушных линий влек-троперадачиУЫатар. 20 конф. мол. уч. СЭИ СО ЛИ CGC}'.-Иркутск, 1990. - о. 108 - 113.

Б. ИЦликбаап O.K. Двдкепиа капель тумана в швмущенном потоке воздуха/Адма-Ат.эшрг.ш-т. - Алма-Ата, 1989.-Деп.24.01 .В9 41 2516. - 17 о.

о. Шткбтп O.K. Иагакштачаогшя модель процесса гололада-обрапоыаяия на цилиндрической гганерхиооти/Алма-Ат.знерг.ин-т.-Алма-Ата, 1988.-Деп.09.11 .88, 41 ?394. - 16 с.

7. Шликбаев O.K. Модель обледенения поверхностей различных тол i! ыатод идентификации ео параметрои/Алма-Ат.внврг. ин-т. - Аша-Лга, 198а.-Дэп.09.11.88, « P39S., - 14 с.

а. Иаликбаев O.K. Метод повиаения вффектншшсги устройств для плавки гололода/^чвнно и специалиста - в решении социально- bkohomus aoiorx проблем отр&ни :?,!атор. Всзоовз.науч.--прент.копр -Тайком, ЮТ.-о. 14П-147.

9. Шиликбавп С.К.,Бориаон В.Н. ,Ис;мкои П.il. ¡Лвтоди изменения регаа»шх параметров електрнчаскпх-сотой с целью плавки го-лолода/Элзктрофизические в пршивдныэ шлрош; щсо.гаиодьтиш:

измерений:Тез. Гесп .нвуч.-те хн.копХь-Запсром.о, 1990,- с. 60-61.

10. Шиликбаеп С.К. и др. Схемме решения по погиитоииа пф-фоктивности устройстп для плавил гололеда/Щиликбвеп С.¡С., Парисов 13.11., Лбглноп P.C., Дукснбаэв К.Д //Сборник неуч. тр. КвзШШЭАлма-Ата , 1990. - с. 141-14G.

11. Рсрисап П.Н. ,1Еш1ик0ввп O.K.,/окякоп И.И. Применение бесконтактных коммутационных аппаратов 3! снлошх кондзнсзтороп для плавки гололеда па ЛЭП/Сояданио комплексов влоктротехнического оборудования высоковольтной првобраяопатолыюй техкшси: Тез. ипуч.-теки.коггф.-Н., 1991 .-с.33-35.

12. Шилшсбяеп O.K..Борисов E.H. Обнарукение гололэда пв провод ах воздушная лнний/Соодапив иомплзксоп олэктротехпического оборудования пысокопольтноЯ преобразовательной техтпси: Тез.

няуч.-техн.конф.-М. ,1991 .-0.31-32.

13. Решение о вндаче авторского свидетельства па цзобрето-

шо по заявке ¡1 4891924/07 'Устройство длл обперуизнця гололеда' авторов7 Бориоопа В.11-, Шиликбаева С.¡С., Шшпковз 15.й. п Соколова D.U., виданное 5.OS.91г.

14. Рсшеяиа о выдаче патэпта по исобротенко по впяпко я 4-70169Q/0T 'Участок попдупноИ лишш влоктропарэдачп о плагкоЗ гололеда без отключения потребителей' автора Еяликбаовп С .¡С., впданноо 10.12.91г.

15. Решение о выдаче патаита па изобретение по оаяпмз я 4767203/07 'Участок лил ни влеятропвродачи о однопременпкм обогревом всех фазных проводов Саз отключения потребителей* авто-роп Шлликбаопя C.Ii. , Борисова B.R., Искпкова H.H. я Абзплопа P.O., шданноо ES.12.91г.

h

2 I

j

h »4

П

ir ^

L

O 20 hO 60 60 Puc. I

Рис. 2

Puc. 3

fue. 4

80 60 kO

20 0

Puc, б

Подпкчзно к печати Г6.С4.9? г. п.л. Заказ V3I3, тира* ICO экэ, ('-.еоилато.

Ротапрлнт Альа-Атп НСКОГО t31¡6prG7H46CK0r0 института. г. Алма-Ата, Кссмоювтоь 1?6