ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ БЕСПИЛОТНЫХ АППАРАТОВ ДЛЯ ОБСЛУЖИВАНИЯ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ И ПОДСТАНЦИЙ

ASSESSMENT OF EFFICIENCY OF USE OF PILOTLESS DEVICES FOR SERVICE OF POWER LINES AND SUBSTATIONS

Elena Vyatkina

undergraduate of Eem-171 group, Omsk State Technical University,

Russia, Omsk

Ekaterina Pugacheva

undergraduate of Eem-172 group, Omsk State Technical University,

Russia, Omsk

Alexander Lyutarevich

сandidate of Technical Sciences, assistant professor Omsk State Technical

University,

Russia, Omsk

Данные исследования проведены при финансовой поддержке государства в лице Минобрнауки России (договор № 14. Z56.16.5570-МК).

АННОТАЦИЯ

В статье представлены основные проблемы однофазного замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью. Рассмотрены традиционные средства и способы ликвидации однофазного замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью. Также в качестве альтернативного варианта диагностики и обнаружения места повреждения в электрических сетях рассмотрено применение беспилотного летательного аппарата, класса «микро», с навесным оборудованием высокого разрешения. Однако применение беспилотного летательного аппарата для диагностики объектов энергетики требует разработки специализированных методик и регламентов их использования.

ABSTRACT

The main problems of single-phase short circuit on the earth in networks with the isolated neutral are presented in article. Traditional funds and ways of elimination of single-phase short circuit for the earth in networks with the isolated neutral are considered. Also alternatively diagnostics and detection of the place of damage to electrical networks use of the unmanned aerial vehicle, a class "micro", with the hinged equipment of high resolution is considered. However use of the unmanned aerial vehicle for diagnostics of objects of power demands development of specialized techniques and regulations of their use.

Ключевые слова: подстанция, диагностика, линий электропередачи, беспилотный летательный аппарат, изолированная нейтраль.

Keywords: substation, diagnostics, power lines, the unmanned aerial vehicle, the isolated neutral.

Введение

В электрических сетях среднего напряжения 3-69 кВ (Германия, Италия, Австрия, Франция и др.), 6-35 кВ (Россия) широко используется изолированная нейтраль и заземление нейтрали через дугогасящие реакторы. Такие сети характеризуются большой разветвленностью. От шин одной подстанции могут исходить большое число линий электропередачи, до нескольких десятков линий на одну секцию шин, что создает большие трудности при обнаружении места повреждения при замыкании фазы на землю. Значительную долю всех повреждений в указанных сетях составляют однофазные замыкания на землю [3]. Одной из важнейших задач обеспечения надёжности электрических сетей является поиск места повреждения и организация ремонтно-восстановительных работ.

Применение беспилотного летательного аппарата для диагностики линий электропередачи и определения места повреждения в настоящее время ограничивается отсутствием специализированного программного обеспечения для обработки результатов тепловизионного обследования, а также отсутствием четких методик применения беспилотных летательных аппаратов для обследования высоковольтных линий электропередачи [4].

Таким образом, тема работы по оценке эффективности применения беспилотного летательного аппарата для диагностики объектов энергетики и обнаружения мест повреждения в электрических сетях является актуальной.

Целью работы является оценка эффективности применения новых технических средств, методов диагностики и методов повышения надежности эксплуатации и снижения ущербов от перерывов электроснабжения в распределительных электрических сетях с воздушными линиями электропередачи.

Теория

Замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью создают три основные проблемы – это перенапряжения, ёмкостные токи и определение повреждённого фидера. Большие ёмкостные токи сети способствуют горению дуги в месте замыкания и не только не позволяют сохранить в работе повреждённый фидер, но и приводят к повреждению соседних фидеров. Требуется компенсация ёмкостных токов с помощью компенсирующих дугогасящих реакторов. Реакторы должны быть плавнорегулируемые с автоматикой управления, отслеживающей параметры сети. Автоматика управления, выполненная по амплитудному или фазовому принципам, не способна обеспечить требуемое качество управления реакторами. Автоматика должна способствовать определению повреждённого фидера. Каждое замыкание на землю провоцирует развитие аварии. Каждое перенапряжение отрицательно влияет на изоляцию сети [2]. С точки зрения электробезопасности возникает повышенная опасность для людей, т.к. человек, касающийся неповрежденной фазы и корпуса, оказывается под действием линейного напряжения.

Главной задачей персонала электросетей является содержание оборудования в эксплуатационной способности. Для того чтобы не попасть под напряжение шага вблизи оборванного провода линии электропередач необходимо соблюдать несколько правил.

Первое, что следует сделать – это покинуть опасную зону, то есть необходимо удалиться от оборванного провода на расстояние более 8 метров. Для ликвидации короткого замыкания и сопровождающих его явлений поврежденный участок должен быть отключен и как можно быстрее – в течение нескольких долей секунды. Такое отключение производится средствами автоматики и релейной защиты. Так как повреждение оборудования, приводящее к аварийным ситуациям и нарушения электроснабжения потребителей могут происходить в любое время – в каждой системе организуется круглосуточное диспетчерское управление согласованное с работой электростанций, электрических и тепловых сетей, основными задачами которого является обеспечение устойчивости энергосистемы и предотвращение и ликвидации технологических нарушений при производстве, преобразовании и распределении электрической энергии. А на каждом энергообъекте организуется круглосуточное оперативное управление оборудованием [5].

Также в качестве альтернативного варианта диагностики и обнаружения места повреждения в электрических сетях рассмотрено применение беспилотного летательного аппарата, класса «микро», с навесным оборудованием высокого разрешения. При выполнении планового осмотра при помощи БПЛА самолетного типа могут быть обнаружены обрывы и набросы фазных проводов, разрушение опор или оснований опор, признаки несанкционированной деятельности в охранных зонах (техника, следы транспорта, следы земляных работ).

При использовании Комплекса БПЛА следует внимательно соблюдать все эксплуатационные ограничения установленные производителем.

Не допускается применение комплекса БПЛА:

- при температуре воздуха выходящей за пороговые значения определенные производителем оборудования в руководстве по эксплуатации;

- при нахождении объектов наблюдения далее предельно установленной дистанции телекодовой линии связи между наземной станцией управления и БПЛА;

- при скорости ветра у поверхности земли превышающей пороговое значение, определенное производителем оборудования в руководстве по эксплуатации;

- при других неблагоприятных условиях, ограничивающих применение-комплекса БПЛА в соответствие с руководством по эксплуатации [1].

Разработана методика использования Комплекса БПЛА самолетного типа, которая представлена в виде блок - схемы

Рисунок 1. Использование комплекса БПЛА самолетного типа

Выводы

Определена проблема однофазного замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью. Рассмотрены традиционные средства и способы ликвидации однофазного замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью. В качестве альтернативного варианта рассмотрено применение беспилотного летательного аппарата.

Список литературы:

1. Официальный сайт ПАО «Федеральная сетевая компания единой энергетической системы», Методические указания по применению беспилотных летательных аппаратов для обследования воздушных линий электропередачи и энергетических объектов – [ Электронный ресурс]: http://www.fsk-ees.ru. (дата обращения 10.10.2017).
2. Красник В.В.. «Эксплуатация электрических подстанций и распределительных устройств»: учеб.пособие. – Издательский дом ЭНАС, 2011. – глава 11.
3. Мустафин Р.Г., Котельникова Е.Е., «Способ определения места однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью». [ Электронный ресурс]:  http://www.findpatent.ru. (дата обращения 10.10.2017).
4. Зинченко О.Н. Беспилотные летательные аппараты: применение в целях аэрофотосъемки для картографирования (часть 1) – Режим доступа: http://www.racurs.ru/?page=681 (дата обращения 10.10.2017).
5.  Правила безопасности вблизи оборванного провода воздушной линии электропередачи – [Электронный ресурс]: http://www.electricalschool.info (дата обращения 10.10.2017).