Обґрунтування схеми плавлення ожеледі на проводах повітряних ліній електропередачі
PDF

Ключові слова

електрична мережа
електропередача
ожеледно-паморозні відкладення
повітряна лінія
схема плавлення ожеледі

Як цитувати

Шматов, А. О. «Обґрунтування схеми плавлення ожеледі на проводах повітряних ліній електропередачі». Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Енергетика: надійність та енергоефективність, вип. 2 (9), Грудень 2024, с. 84-88, doi:10.20998/EREE.2024.2(9).314765.

Анотація

У статті розглядається актуальна проблема, пов’язана з утворенням ожеледно-паморозних відкладень на проводах повітряних ліній електропередачі, що викликає значні технічні труднощі у забезпеченні надійності електропостачання, особливо в умовах зимового періоду. Нагромадження льоду та паморозі на проводах призводить до збільшення ваги проводів, що може спричинити їх провисання, пошкодження ізоляторів, руйнування опор і, як наслідок, серйозні аварії на лініях електропередачі. Проаналізовано причини аварій в електричних мережах внаслідок ожеледно-паморозних відкладень та виявлено, що їх усунення дозволить знизити ймовірність пошкодження повітряних ліній електропередачі від дії ожеледних навантажень. Однак, існуючі методи боротьби з цією проблемою мають ряд недоліків, таких як висока вартість, низька ефективність у певних умовах, а також негативний вплив на навколишнє середовище. У статті представлено схему плавлення ожеледі на проводах повітряних ліній електропередачі методом трифазного короткого замикання при живленні від джерела живлення з глухозаземленою та ізольованою нейтраллю. Дана схема дозволяє локально підвищити температуру проводів до рівня, який достатній для розтоплення льоду та паморозі, що знижує ризик аварійних ситуацій і забезпечує безперебійну роботу електричної мережі. У статті наведено теоретичні обґрунтування схеми для плавлення ожеледі струмами трифазного короткого замикання, які підтверджують її ефективність. Проведений аналіз показав, що запропонована схема є економічно доцільною, оскільки дозволяє знизити витрати на обслуговування та ремонт повітряних ліній електропередачі. Крім того, вона є екологічно безпечною, оскільки не передбачає використання хімічних речовин. Таким чином, запропонована схема плавлення ожеледі на проводах повітряних ліній електропередачі є перспективним рішенням для покращення надійності та безпеки електропостачання в умовах зимових погодних явищ. Її застосування може значно підвищити ефективність експлуатації електричних мереж, зменшити кількість аварій та покращити стабільність енергопостачання споживачів.

https://doi.org/10.20998/EREE.2024.2(9).314765
PDF

Посилання

H. B. Inozemtsev and V. S. Kryzhanivskyi, “Problema borotby z ozheleddiu na liniiakh elektroperedachi [The problem of ice control on power lines]”, Naukovyi visnyk NUBiP. Seriia: Tekhnika ta enerhetyka APK, no. 166 (4), pp. 12–16, 2012. (in Ukrainian)

D. A. Yermak and O. A. Savchenko, “Analiz suchasnykh tekhnolohii monitorynhu utvorennia ozheledi na povitrianykh liniiakh elektroperedavannia [Analysis of modern technologies for monitoring ice formation on overhead power lines]”, in Electrical Energy, Electromechanics and Technologies in Agricultural Industrial Complex, Kharkiv, Ukraine, Nov. 9, 2023. State Biotechnological University, pp. 11–12. (in Ukrainian)

А. R. Musledinov and А. О. Zharikova, “Plavka ozheledytsi na provodakh LEP [Melting ice on power line wires],” in IX Vseukrainska Naukovo-Tekhnichna Konferentsiia Zdobuvachiv Vyshchoi Osvity Tdatu Imeni Dmytra Motornoho [IX All-Ukrainian Scientific and Technical Conference of Higher Education Applicants of the Dmytro Motornyi Tavria State Agrotechnological University], Melitopol, Ukraine, Nov. 10–25, 2021. pp. 20–21. (in Ukrainian)

H. Li et al., “Transmission line ice coating prediction model based on EEMD feature extraction,” IEEE Access, vol. 7, pp. 40695–40706, 2019, doi: https://doi.org/10.1109/access.2019.2907635

L. Chen, X. Shi, B. Peng, and J. Sun, “Dynamic simulation of power systems considering transmission lines icing and insulators flashover in extreme weather,” IEEE Access, vol. 10, pp. 39656–39664, 2022, doi: https://doi.org/10.1109/access.2022.3166483

H. V. Omelianenko, V. V. Cherkashyna, and A. Smatov, “Study of foreign experience in dealing with ice and frost deposits on the wires of overhead power lines”, Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series: Energy: Reliability and Energy Efficiency, no. 1 (6), pp. 45–50, Jul. 2023, doi: https://doi.org/10.20998/2224-0349.2023.01.03 (in Ukrainian)

L. N. Dobrovolska, V. I. Volynets, D. S. Sobchuk, and V. V. Cherkashyna, Elektrychni merezhi z vidnovliuvalnymy dzherelamy enerhii [Power grids with renewable energy sources]. Lutsk: RVV Lutsk NTU, 2016. (in Ukrainian)

J. Šabata, P. Lehký, L. Zeman, and P. Vaculík, “Automated Icing Monitoring System on the territory of the Czech and Slovak Republic,” in 16th International Workshop on Atmospheric Icing of Structures (IWAIS 2015), Uppsala, Sweden, Sweden, Jun. 28–Jul. 3, 2015. pp. 245–248. [Online]. Available: https://windren.se/IWAIS_p/IWAIS2015/IWAIS2015_pa/70_09_04_Paper_Sabata_Automated_Icing_Monitoring_System_on_the_territory_of_the_Czech_and_Slovak_Republic.pdf.

V. F. Petrenko, C. R. Sullivan, and V. Kozlyuk, “Variable-resistance conductors (VRC) for power-line de-icing,” Cold Regions Science and Technology, vol. 65, no. 1, pp. 23–28, Jan. 2011, doi: https://doi.org/10.1016/j.coldregions.2010.06.003

G. Trudel, J. P. Gingras, and J. R. Pierre, “Designing a reliable power system: Hydro-Quebec's integrated approach,” Proceedings of the IEEE, vol. 93, no. 5, pp. 907–917, May 2005, doi: https://doi.org/10.1109/jproc.2005.846332

G. Trudel, J. P. Gingras, and J. R. Pierre, “Designing a reliable power system: Hydro-Quebec's integrated approach,” Proceedings of the IEEE, vol. 93, no. 5, pp. 907–917, May 2005, doi: https://doi.org/10.1109/jproc.2005.846332

A. Chebanov, “Justification of the mode of fusion of ice overhead lines by means of the generator of probing pulses,” Scientific Bulletin of the Tavria Agrotechnological State University, vol. 8, no. 2, 2018, doi: https://doi.org/10.31388/2220-8674-2018-2-34. (in Ukrainian)

L. Chen, H. Zhang, Q. Wu, and V. Terzija, “A numerical approach for hybrid simulation of power system dynamics considering extreme icing events,” IEEE Transactions on Smart Grid, vol. 9, no. 5, pp. 5038–5046, Sep. 2018. doi: https://doi.org/10.1109/tsg.2017.2679109

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Авторське право (c) 2024 Антон Олексійович Шматов