Методы и средства мониторинга реального технического состояния и пропускной способности ВЛ ВН Казань

Не менее 30% ВЛ кВ были построены 30 лет назад Около 25% ВЛ кВ функционируют на протяжении лет, более 9% ВЛ были построены лет назад и более 65% существующих ВЛ в значительной мере превысили срок службы, запланированный при их проектировании и строительстве Актуальность задачи Старение ВЛ приводит к деградации пропускной способности и, как следствие, к существенным проблемам доступа к сетям и к ограничению поставок электроэнергии потребителям

Пропускная способность ВЛ Собственная длина провода Пролет ВЛ Термическое расширение - результат токовой нагрузки и изменения погодных условий Допустимый габарит линии: Работа ВЛ при различной нагрузке и погодных условиях До земли До объектов При заданных параметрах элементов ВЛ – прежде всего сечении проводов – пропускная способность ограничена габаритами от проводов до земли и объектов Допустимый габарит линии на расчетные условия эксплуатации и нагрузку

Деградация пропускной способности ВЛ Пролет ВЛ Допустимый габарит линии Работа ВЛ при различной нагрузке и погодных условиях До земли До объектов Воздействие сверхнормативных гололедных и ветровых нагрузок, работа в аварийных режимах, АВР Рост культурного слоя Несогласованное строительство новых объектов Несогласованная реконструкция объектов инфраструктуры

Деградация пропускной способности ВЛ Пролет ВЛ Допустимый габарит линии До земли До объектов Снижение габаритов относительно расчетных Снижение расчетной максимальной нагрузки Снижение пропускной способности ВЛ или вынужденная эксплуатация в небезопасных режимах

Причина 1 снижения пропускной способности ВЛ – деградация линейных габаритов Анализ пропускной способности более км ВЛ по результатам измерений габаритов показал существенное снижение пропускной способности практически всех ВЛ старше 30 лет Проектные габариты ВЛ, находящихся в длительной эксплуатации не учитывают: Изменения рельефа земли Строительства и реконструкции дорог и ЖД полотен Роста культурного слоя Строительства домов Сверхрасчетные гололедно-ветровые воздействия Деградация пропускной способности ВЛ

Деградация пропускной способности ВЛ Типичная картина ВЛ 110кВ Номер пролета вдоль ВЛ Проектная пропускная способность Пролеты, где негабариты ограничивают пропускную способность 0% 100% По результатам анализа пропускной способности более км ВЛ 110кВ и выше: Существенное нарушение габарита (более 20%) на каждые км ВЛ Всего несколько пролетов ВЛ ограничивают пропускную способность

Причина 1 снижения пропускной способности ВЛ – деградация линейных габаритов Анализ пропускной способности более км ВЛ по результатам измерений габаритов показал существенное снижение пропускной способности практически всех ВЛ старше 30 лет Проектные габариты ВЛ, находящихся в длительной эксплуатации не учитывают: Изменения рельефа земли Строительства и реконструкции дорог и ЖД полотен Роста культурного слоя Строительства домов Сверхрасчетные гололедно-ветровые воздействия Деградация пропускной способности ВЛ

ПРОФИЛЬ ПО ДАННЫМ СКАНИРОВАНИЯ ФОТО ИЗОБРАЖЕНИЕ С ВОЗДУХА профиль земли нижняя фаза ВЛ 110 кВ 2,20 м ПС опора ВЛ

Деградация существующих объектов сетевой инфраструктуры Согласование новых коридоров ВЛ Проблемы реконструкции «Спонтанная генерация» Ключевая тематика СИГРЭ на международном уровне Деградация пропускной способности в контексте задач развития сети

Международный опыт решения проблем деградации пропускной способности сетей ~ км ВЛ ВН 69кВ и выше Оценка ПС всей сети в 2001 – 2010 гг Мероприятия по повышению пропускной способности и строительство ВЛ 400кВ Контроль проведенных мероприятий

Международный опыт решения проблем деградации пропускной способности сетей ~ км ВЛ ВН 69кВ и выше Программа верификации пропускной способности всей сети с 2003 г Мероприятия по повышению пропускной способности Контроль проведенных мероприятий Мониторинг состояния сети в 5-летнем цикле

Международный опыт решения проблем деградации пропускной способности сетей ~ км ВЛ ВН Программы верификации пропускной способности на уровне сетевых компаний Мероприятия по повышению пропускной способности Контроль проведенных мероприятий на законодательном уровне Мониторинг состояния сети в 5-летнем цикле

Восстановление и повышение пропускной способности ВЛ Анализ габаритных расстояний до поверхности земли, объектов и растительности Выявление пролетов (участков ВЛ) с нарушенными габаритными расстояниями Определение текущей пропускной способности ВЛ (допустимый ток, допустимая температура провода) Нарушения отсутствуют Нарушения отсутствуют Есть нарушения Приведение ВЛ в нормативное состояние Повышение пропускной способности ВЛ 3D модель ВЛ

Восстановление и повышение пропускной способности ВЛ Результаты расчета тяжений проводов и грозозащитных тросов Результаты расчета тяжений проводов и грозозащитных тросов Результаты обследования опор и фундаментов Результаты обследования опор и фундаментов Результаты диагностики состояния проводов и грозозащитных тросов Результаты диагностики состояния проводов и грозозащитных тросов Выявленные проблемные пролеты (участки ВЛ), опоры Выявленные проблемные пролеты (участки ВЛ), опоры Текущая пропускная способность Технические решения направленные на приведение ВЛ в нормативное состояние и повышение пропускной способности Технические решения направленные на приведение ВЛ в нормативное состояние и повышение пропускной способности

Аудит состояния ВЛ Построение 3D модели ВЛ Создание по результатам лазерного сканирования 3D модели ВЛ для выявления пролетов, ограничивающих пропускную способность

Анализ тяжений проводов и грозозащитных тросов Определение пролетов, где возможно увеличение тяжения в целях устранения негабаритов, а так же пролетов, где тяжение выше нормативного и требуется его снижение Аудит состояния ВЛ

Тепловизионное обследование ВЛ для выявления повышенного нагрева контактных соединений Аудит состояния ВЛ

Обследование состояния опор и их закрепления в грунте Проводится для участков ВЛ, которые необходимо модифицировать для приведения ВЛ в нормативное состояние и увеличения пропускной способности. Детальному инструментальному обследованию подвергаются следующие элементы: фундаменты, металлические конструкции, заземляющие устройства. Аудит состояния ВЛ

Инструментальный контроль остаточного сечения проводов и грозотросов Контроль производится путем выборочного определения наличия локальных дефектов и величины потери сечения стальных сердечников на базе применения технологии неразрушающего контроля с помощью магнитных дефектоскопов. Проводится для тех анкерных пролетов ВЛ, где предполагается увеличить тяжение проводов при приведении ВЛ в нормативное состояние и увеличении пропускной способности. Аудит состояния ВЛ

САПР PLS-CADD Опоры Провода и тросы PLS-CADD Модель ВЛ Проектная и рабочая документация Профили, Чертежи ГИС, Координаты Ведомости, спецификации Погодные условия ГИС,изыскания НормативыПУЭСНиП Инженерные решения

Работа с реальной моделью коридора и ВЛ Моделирование пересечений, отпаек, разветвлений Изменения трассы и расстановки на любой стадии проекта Автоматическое создание профиля САПР PLS-CADD

Решения по устранению ограничений пропускной способности и приведению ВЛ в нормативное состояние Регулировка тяжения Провода и изоляция Увеличение высоты опор, в том числе под напряжением Локальная регулировка тяжения, в том числе динамическая Установка дополнительных опор Нивелировка рельефа Локальное применение КВЛ Мониторинг пропускной способности «Отжиг» ACSR проводов

Применение систем мониторинга Технические решения Восстановление и повышение пропускной способности ВЛ

Системы мониторинга пропускной способности в режиме реального времени мониторинг температуры и тока мониторинг эоловой вибрации с целью расчета тяжения мониторинг тяжения и метеопараметров системы, построенные на оптическом волокне Увеличение ПС еще до цикла СМР Восстановление и повышение пропускной способности ВЛ

Мониторинг технического состояния ВЛ Контроль выполненных мероприятий Мониторинг техсостояния в многолетнем цикле, международный опыт Экономика проведения работ Новые технологии мониторинга

Заключение Строительство новых ВЛ не позволяет компенсировать старение сетевой инфраструктуры, которое происходит со скоростью десятки тысяч км ВЛ в год Проекты по повышению пропускной способности имеют высокую инвестиционную привлекательность, их реализация повышает надежность и безопасность эксплуатации ВЛ, технологии мониторинга совершенствуются Мировой опыт свидетельствует о широком применении технологий мониторинга и повышения пропускной способности

На сегодняшний день мы успешно выполнили работы по оценке пропускной способности более км воздушных линий электропередачи в 14 странах мира Спасибо за внимание!