Математическая модель канала измерения механической нагрузки на изолятор

Актуальность исследования обусловлена тем, что важным фактором надежной эксплуатации воздушных линий электропередач является исправная работа гирлянд изоляторов, а повреждение изоляции гирлянд изоляторов может привести к увеличению токов утечки, энергетическим потерям, в том числе к аварийным ситуациям при повреждении изоляторов. Также к дополнительным потерям электроэнергии могут привести неблагоприятные метеорологические условия, такие как гололед, снег, дождь, туман, сильный ветер. В связи с этим, данная статья направлена на описание новой математической модели канала измерения механической нагрузки на изолятор для оценки технического состояния изоляторов, которая реализуется в виде отдельного блока информационно-измерительной системы дистанционного мониторинга изоляторов ВЛ, и снабжает оператора диспетчерского пункта актуальной информацией о текущем состоянии изоляторов, а также позволяет уменьшить число внештатных (аварийных) ситуаций путем своевременного ремонта или замены изоляторов. Ведущим методом при построении математической модели канала измерения механической нагрузки на изолятор является рассмотрение статической нагрузки с перспективой оценки процессов гололедообразования на проводах воздушной линии электропередач, позволяющий обеспечить фиксирование динамики нарастания механической нагрузки на изолятор (фиксация образования гололеда), а также без лишних трудозатрат и временных ресурсов создать удобную в использовании цифровую модель энергетической системы, предоставляющую возможность реализовать структуру, состояние и действие реальной энергосистемы с достаточной оперативностью, полнотой и достоверностью. В статье представлена последовательность измеренных значений датчика механической нагрузки на изолятор при квантовании во времени, которые далее сопоставляются с величиной статической нагрузки на изолятор, определяемой величиной веса провода на пролете воздушных линий электропередач, и в результате проводится оценка нарастания механической нагрузки на изолятор и фиксация образования гололеда на проводе воздушных линий. Материалы статьи представляют практическую ценность для оперативных служб электросетевых компаний.

1. Гиршин С.С., Бубенчиков А.А., Горюнов В.Н., Левченко А.А., Петрова Е.В. Анализ распределения температуры по сечению самонесущих изолированных проводов. Омский научный вестник. 2009;(3):171–175.

2. Войтов О.H., Попова Е.В. Алгоритм учета температуры провода при расчете потокораспределения в электрической сети. Электричество. 2010;(9):24–30.

3. Madni A.M., Madni C.C., Lucero S.D. Leveraging Digital Twin Technology in Model-Based Systems Engineering. Systems. 2019;7(1). https://doi.org/10.3390/systems7010007.

4. Mo Y., Zhou X., Wang Ya., Liang L. Study on Operating Status of Overhead Transmission Lines Based on Wind Speed Variation. Progress In Electromagnetics Research M. 2017;60:111–120. https://doi.org/10.2528/PIERM17072605.

5. Макоклюев Б.И., Кудряшов Ю.М., Полижаров А.С., Литвинов П.В. Современные подходы к построению информационных моделей в электроэнергетике. Проблемы создания Единой системы классификации и кодирования информации. ЭнергоРынок. 2009;(2):59–64.

6. Ковалев С.П. Применение онтологии при разработке распределенных автоматизированных информационно-измерительных систем. Автометрия. 2008;44(2):41–49.

7. Акуличев В.О., Непомнящий В.Ю., Висич С.Г., Степанов В.М., Панарин М.В., Панарин В.М., Маслова А.А. Математическая модель дистанционного мониторинга изоляторов ВЛ по каналу измерения тока утечки. Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2021;(4):159–165.

8. Акуличев В.О., Захаров С.Ю., Родионов И.А., Висич С.Г., Степанов В.М., Панарин М.В., Маслова А.А. Математическая модель цифровой метеостанции ВЛ по каналу прогноза гололедообразования на элементах ВЛ. Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2021;(10):588–596.

9. Кокорев Д.С., Юрин А.А. Цифровые двойники: понятие, типы и преимущества для бизнеса. Colloquium-journal. 2019;(10):31–36. https://doi.org/10.24411/2520-6990-2019-10264.

10. Минаев В.А., Мазин А.В., Здирук К.Б., Куликов Л.С. Цифровые двойники объектов в решении задач управления. Радиопромышленность. 2019;29(3):68–78.