4 Мониторинг погодных условий вдоль линий электропередачи
На ЛЭП постоянно оказывают воздействие погодные условия. Температура, осадки, атмосферное давление, влажность, а также скорость и направление ветра являются важными параметрами, измерение которых необходимо для мониторинга погодных условий для ЛЭП. Знание текущей погодной ситуации вдоль линии электропередачи позволяет уменьшить количество отключений энергии. Датчики и системы слежения за погодными условиями должны располагаться вдоль ЛЭП. Энергетическим компаниям требуются достоверные метеорологические данные для эффективного управления работой электросетей. Для контроля могут использоваться как полные метеорологические станции, работающие в автономном режиме, так и просто набор дистанционных датчиков, смонтированных на опорах.
4.1 Система мониторинга проводов лэп сат-1
Одной из первых коммерческих систем мониторинга стала система CAT-1, разработанная в 1991 г. американской компанией The Valley Group, Inc. В настоящее время во всем мире используется свыше 300 систем мониторинга CAT-1. Система обеспечивает мониторинг в реальном времени погодных условий и натяжения проводов в точках крепления к опорам.
Основной модуль системы монтируется на опоре ЛЭП и весит порядка 50 кг. Датчики измерения натяжения проводов представляют собой тензодатчики в корпусе из нержавеющей стали с крепежными отверстиями и устанавливаются между изолятором и опорой. Основой тензодатчиков является измерительный преобразователь. Основной модуль CAT-1 состоит из влагостойкого алюминиевого корпуса с блоком электроники, встроенного модема, антенн для передачи данных и крепежных элементов. Модуль предназначен для эксплуатации в диапазоне температур окружающей среды –40…+60 °С. Для обеспечения непрерывной работы модуля используется 12-В аккумуляторная батарея, зарядное устройство и панель солнечной батареи (рис. 4).
Рис. 4. Модуль питания САТ-1. Измерительный модуль CAT-1 монтируется на опоре
Несмотря на простоту измерений, система за счет использования патентованных алгоритмов анализа обеспечивает выявление и расчет многих полезных параметров ВЛ, например стрелы провеса, токовой пропускной способности линии и даже наличия гололеда на проводах. На рис. 5 показана структура системы мониторинга CAT-1 для обнаружения гололеда на проводах.
Рис. 5. Пример использования системы мониторинга CAT-1 для обнаружения гололеда на проводах
5 Бесконтактные измерители тока и температуры проводов
В настоящее время получила широкое распространение и другая концепция реализации измерительного модуля для систем мониторинга OTLM (Over head Transmision Line Monitoring), т. е. мониторинг пропускной способности ВЛ.
В отличие от системы мониторинга CAT-1, измерительный модуль OTLM конструктивно монтируется на высоковольтный провод. Измерение тока в проводе и питание модуля осуществляется бесконтактно.
Питание прибора производится от энергии, получаемой от провода через токовый трансформатор. Система OTLM обеспечивает в реальном времени измерение температуры и тока проводов. На рис. 6 показан общий вид OTLM-модуля, производимого словенской компанией C&G.
Рис. 6. Общий вид прибора OTLM
Основные характеристики измерительного модуля OTLM:
диаметр капсулы 305 мм, длина 300 мм;
вес капсулы 10 кг;
диапазон применения на линиях ЛЭП — до 420 кВ;
частота 50 Гц;
диаметр токонесущего провода 10–50 мм;
диапазон рабочих токов 50–1100 A;
диапазон измерения температуры провода –40…+125 °С;
диапазон рабочих температур –40…+70 °С;
точность измерения температуры до 1 °С;
канал передачи данных — GSM (900/1100/1800/1900 МГц);
протокол передачи SMS/GPRS.
Устройство измеряет ток в проводе и температуру провода в фиксированных точках. Прибор имеет крепление для монтажа непосредственно на провод. Источник питания — встроенный токовый трансформатор. Получаемая энергия используется для питания всего устройства. Никаких внешних источников питания не требуется. Также в приборе используется GPS-приемник. Измеренные значения тока и температуры привязаны, таким образом, к конкретным координатам положения блока на ЛЭП и меткам точного времени. Данные измерений периодически передаются в диспетчерский пункт, оборудованный системой SCADA, через стандартный IEC-протокол. Данные доступны через веб-браузер[1].