Способ обнаружения появления гололеда на проводах линии электропередачи

Способ обнаружения появления гололеда на проводах линии электропередачи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для обнаружения гололеда на проводах линии электропередачи.

Известен способ обнаружения гололеда, основанный на контроле изменения емкости линии "провод-земля" при появлении гололеда (А.с. СССР №448527, М. Кл. Н 02 07/16, 30.10.74).

Недостатком известного способа является малая чувствительность и, вследствие этого, низкая достоверность информации о начале образования гололеда.

Наиболее близким аналогом изобретения является способ обнаружения образования гололеда на проводах линии электропередачи, включающий локацию участка провода зондирующими импульсами и контроль параметра, связанного с изменением условий их распространения по участку провода при появлении гололеда (Казадаев А.П., Лившиц А.Л., Рудакова P.M. О датчиках гололеда для воздушных линий электропередачи. Материалы II Всесоюзного совещания "Плавка гололеда на воздушных линиях электропередачи". Уфа, 1975, с.165-174). В известном способе с помощью приемного устройства производят фиксацию импульсного сигнала, частично отраженного от ближней границы зоны обледенения, а в качестве контрольного параметра используют время распространения зондирующих импульсов от начала участка провода до ближней границы зоны обледенения и обратно.

Однако фиксация частично отраженных импульсов существенно затруднена при плавном изменении толщины гололедных отложений вдоль провода, что обычно наблюдается на практике, так как амплитуда импульса при этом нарастает медленно и он плохо выделяется среди помех. В том случае, когда провод равномерно покрыт гололедом по всей длине, известный способ не обеспечивает обнаружение появление гололеда. Кроме того, в данном способе очень высоки требования к чувствительности и помехозащищенности приемного устройства отраженных импульсов.

Цель изобретения - повышение надежности обнаружения появления гололеда.

Поставленная цель достигается тем, что в способе обнаружения появления гололеда на проводах линии электропередачи, включающем локацию участка провода зондирующими импульсами и контроль параметра, связанного с изменением условий их распространения по участку провода при появлении гололеда, участок провода ограничивают высокочастотными заградителями, в качестве контрольного параметра принимают время распространения зондирующих импульсов от начала ограниченного участка провода до его конца и обратно, определяют среднее значение температуры этого участка провода, а о появлении гололеда судят по изменению времени распространения зондирующих импульсов, вызванному появлением гололеда, с учетом влияния на контролируемый параметр температурного изменения длины участка провода.

Отличительным признакам предлагаемого способа обнаружения появления гололеда на проводах линии электропередачи является то, что участок провода ограничивают высокочастотными заградителями, в качестве контрольного параметра принимают время распространения зондирующих импульсов от начала ограниченного участка провода до его конца и обратно, определяют среднее значение температуры этого участка провода, а о появлении гололеда судят по изменению времени распространения зондирующих импульсов, вызванному появлением гололеда, с учетом влияния на контролируемый параметр температурного изменения длины участка провода.

Благодаря этому повышается надежность обнаружения появления гололеда.

Примеры практической реализации способа иллюстрируются фиг.1, где показана функциональная схема варианта устройства с косвенным определением температуры участка провода по нагрузочному току, температуре воздуха и скорости ветра, и фиг.2, на которой представлена схема варианта устройства с непосредственным измерением температуры участка провода при помощи манометрического термометра.

Устройство содержит генератор зондирующих импульсов 1 и приемник 2, подключенные через систему присоединения 3 к контролируемому участку провода 4 линии электропередачи. Участок провода 4 ограничен высокочастотными заградителями 5 и 6, установленными соответственно в его начале и конце. Высокочастотный заградитель 5 служит для предотвращения прохождения зондирующих импульсов от генератора 1 на шину 7 подстанции, а заградитель 6 предназначен для обеспечения полного отражения зондирующих импульсов от конца участка провода 4. При этом для ограничения контролируемого участка провода 4 на линиях электропередачи 35 кВ и выше, по которым, как правило, осуществляется высокочастотная связь, могут использоваться высокочастотные заградители, установленные там для защиты каналов связи. Вследствие того, что участок провода ограничен высокочастотными заградителями с большим входным сопротивлением, зондирующие импульсы отражаются от них с незначительным уменьшением амплитуды и небольшими искажениями переднего фронта импульса. Это обеспечивает наиболее высокую точность измерения времени распространения зондирующих импульсов от начала контролируемого участка провода до его конца и обратно. К выходу приемника 2 подключен вход блока 8 измерения времени, выход которого соединен с первым входом вычислительного устройства 9. Выход вычислительного устройства 9 подключен к сигнализатору образования гололеда 10.

Измерительная схема устройства содержит канал определения температуры.

В первом варианте исполнения, показанном на фиг.1, этот канал включает установленный на участке провода 4 трансформатор тока 11, подключенный к входу датчика нагрузочного тока 12, к выходу которого подключен первый вход блока определения температуры 13. Второй и третий входы блока определения температуры 13 соединены с помощью телемеханической линии связи (проводной или беспроводной) соответственно с датчиками температуры воздуха 14 и скорости ветра 15, установленными на гололедных постах, размещенных в нескольких местах вдоль линии электропередачи. Выход блока определения температуры 13 подключен ко второму входу вычислительного устройства 9. С помощью блока 13 по известным зависимостям, в которых в качестве исходных данных используются нагрузочный ток участка провода 4 и метеорологические характеристики окружающей среды, - температура воздуха и скорость ветра, косвенным путем определяется среднее значение температуры участка провода 4.

Во втором варианте исполнения, представленном на фиг.2, канал определения температуры состоит из манометрического термометра 16, включающего термобаллон 17, закрепленный непосредственно на участке провода 4, и блок измерения температуры 18, соединенный с термобаллоном 17 непроводящим электрический ток капилляром 19, длина которого может достигать 60 м. Использование в устройстве манометрического термометра 16 позволяет дистанционно определить температуру участка провода 4 и обеспечивает изоляцию термобаллона 17, имеющего контакт с высоковольтным проводом от блока измерения температуры 18, расположенного дистанционно от линии электропередачи. Блоки измерения температуры 18, имеющие телемеханическую связь с вычислительным устройством 9, могут располагаться в нескольких местах на линии электропередачи.

Устройство работает следующим образом. Зондирующие импульсы от генератора 1 через систему присоединения 3 поступают в начало участка провода 4. Эти импульсы распространяются вдоль участка провода 4 и отражаются от заградителя 6, установленного на его конце. Отраженные от конца участка провода 4 импульсы возвращаются к его началу и через систему присоединения 3 поступают на вход приемника 2, где фильтруются и усиливаются, а затем поступают в блок 8 измерения времени, где производится определение времени t распространения зондирующих импульсов от начала участка провода 4 до его конца и обратно.

Одновременно по каналу определения температуры косвенным путем (первый вариант исполнения устройства) или непосредственно (второй вариант исполнения) производится определение среднего для линии электропередачи значения температуры θ участка провода 4, с учетом которого вычисляется длина участка провода L_θ при температуре θ.

Время t распространения зондирующих импульсов зависит от скорости V распространения импульсного сигнала по участку провода 4 и его длины L_θ при температуре θ.

При появлении гололеда скорость V распространения импульсного сигнала снижается за счет увеличения погонной емкости участка провода 4. Кроме того, под действием массы гололеда происходит увеличение длины участка провода 4 относительно значения длины L_θ.

В результате этого появление гололеда вызывает увеличение на величину Δt времени t распространения зондирующих импульсов по сравнению с его значением, определенным при той же температуре θ участка провода при отсутствии гололеда. В вычислительном устройстве 9 по полученным значениям времени t распространения зондирующих импульсов и температуры θ определяется это увеличение времени Δt и при превышении им заданной величины выдается команда на срабатывание сигнализатора образования гололеда 10.

Благодаря тому что участок провода ограничивают высокочастотными заградителями, а в качестве контрольного параметра, связанного с изменением условий распространения зондирующих импульсов, в предложенном способе используется время распространения зондирующих импульсов от начала ограниченного участка провода до его конца и обратно, т.е. параметр, измерение которого обеспечивается с наиболее высокой точностью, и изменение этого параметра обусловлено двумя факторами, связанными с появлением гололеда - уменьшением скорости распространения импульсного сигнала и удлинением участка провода под действием массы гололеда, а также учета температурного изменения длины участка провода, повышается надежность обнаружения появления гололеда.

Технический расчет предложенного способа показал, что сигнализация о гололедообразовании происходит при толщине слоя гололеда, начиная с 0,5 мм, в результате чего обеспечивается раннее обнаружение появления гололеда.

Повышение надежности определения образования гололеда на проводах линии электропередачи позволит своевременно провести профилактический нагрев проводов, что уменьшит вероятность возникновения аварий.

Способ обнаружения появления гололеда на проводах линии электропередачи, включающий локацию участка провода зондирующими импульсами и контроль параметра, связанного с изменением условий их распространения по участку провода при появлении гололеда, отличающийся тем, что участок провода ограничивают высокочастотными заградителями, в качестве контрольного параметра принимают время распространения зондирующих импульсов от начала ограниченного участка провода до его конца и обратно, определяют среднее значение температуры этого участка провода, а о появлении гололеда судят по изменению времени распространения зондирующих импульсов, вызванному появлением гололеда, с учетом влияния на контролируемый параметр температурного изменения длины участка провода.