Исследование многопараметрической модели текущего состояния ЛЭП. Разработка аппаратного обеспечения для исследования и практической реализации многопараметрической модели текущего состояния ЛЭП.

Отчет: 198 с., 147 рис., 16 табл., 39 источников Ключевые слова и словосочетания, характеризующие результаты: воздушная линия электропередачи, мониторинг воздушных линий, диагностика изоляционных элементов, электрофизические процессы, твердые диэлектрики, частичные разряды, высоковольтные изоляторы, компьютерная обработка сигналов, надежность, дистанционный контроль, система мониторинга, диагностика однофазных замыканий, диагностика трансформаторов, диагностика трансформаторного масла, верховой осмотр ЛЭП, тепловизионный контроль, плавка гололеда на ЛЭП, мобильная установка плавки гололеда. Высоковольтное энергетическое оборудование вследствие его сложности, использования разнообразных диэлектрических материалов и работы в условиях влияния сильных электрических полей, электродинамических и тепловых воздействий подвержено большому риску образования дефектов, последующих затем электрических пробоев и даже полного разрушения. Поэтому проблема повышения эксплуатационной надежности такого оборудования всегда была первостепенной и стала причиной проведения многолетних и многочисленных исследований в таких направлениях, как изучение электрофизических и физико-химических процессов в диэлектрических материалах, создание на этой основе более совершенных изолирующих элементов, а также разработка и применение более совершенных методов контроля и диагностики оборудования. В последнее десятилетие в электроэнергетике начался переход от системы планово-предупредительного обслуживания и ремонта к обслуживанию по техническому состоянию. Главное отличие последнего от ранее применяемых методов состоит в возможности его проведения дистанционно и без прекращения передачи электроэнергии. В мире имеется большое количество систем, которые решают отдельные задачи по мониторингу оборудования: мониторинг высоковольтной изоляции на воздушных линиях электропередачи (ВЛЭП) и подстанциях, мониторинг трансформаторов на подстанции, определение однофазных замыканий на землю (ОЗЗ), обрывов, гололедных отложений и т.д. Актуальной задачей является разработка единой системы мониторинга, которая смогла бы удаленно контролировать все высоковольтное энергетическое оборудование, имеющееся у предприятия, предупреждать о возможности аварийных ситуаций, определять остаточной ресурс оборудования с целью ремонта по фактическому износу. Целью научной работы является создание технологии мониторинга и диагностики технического состояния элементов ВЛЭП и оборудования подстанций в парадигме промышленного интернета вещей. Объектом мониторинга являются изоляционные элементы ВЛЭП и подстанций и, в частности, высоковольтные изоляторы (ВИ), провода ВЛЭП; изоляционная система современного маслонаполненного оборудования, в том числе и высоковольтных трансформаторов; опоры и др. Разрабатываемая система разворачивается на существующих воздушных линиях электропередачи и подстанциях. Она включает в себя: систему мониторинга технического состояния высоковольтной изоляции на линиях и подстанциях; систему распознавания однофазных замыканий на землю и гололедообразований на проводах и грозозащитных тросах; диагностику деградации трансформаторных масел; верховой осмотр без отключения потребителей. Кроме того, в случае определения гололеда на проводах планируется срочный выезд разработанной мобильной системы плавки гололеда с резервным источником электроснабжения, который позволит не отключать потребителей во время плавки. Разрабатываемы комплекс позволит сделать электроэнергетику в Российской Федерации интеллектуальной, в которой можно контролировать параметры режимов работы транспортной сети и её элементов, что позволит повысить энергоэффективность и ресурсосбережение в целом. Кроме того, ввиду активного внедрения элементов интеллектуальных сетей за рубежом, продукция для внедрения технологии «интеллектуальной ВЛЭП», «интеллектуальной подстанции» будет востребована за пределами России. Задачи, решаемые в процессе реализации проекта на этапе №3: 1. Разработка методов повышения надежности воздушных линий электропередачи и бесперебойного электроснабжения потребителей. 2. Создание протокола организации канала связи для разрабатываемой технологии в соответствии со стандартом МЭК 61850 / IEK 61850. 3. Оснащение ВЛ разработанной интеллектуальной системой и её опытная эксплуатация. 4. Внедрение и опытная эксплуатация приборов по слежению за техническим состоянием оборудования подстанций 110/35/6 кВ. 5. Внедрение и опытная эксплуатация мобильных систем плавки гололеда на воздушных линиях и роботизированных устройств верхового осмотра без отключения потребителей. 6. Накопление объема данных для создания цифрового двойника распределительной сети электропередачи.