Методы и средства мониторинга реального технического состояния и пропускной способности ВЛ ВН Казань 2013 www.opten.ru. - презентация

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

2 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

3 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

4 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

5 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

6 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

7 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

8 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

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

10 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

11 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

12 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

13 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

14 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

15 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

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

17 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

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

19 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

20 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

21 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

22 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

23 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

24 Применение систем мониторинга Технические решения Восстановление и повышение пропускной способности ВЛ

25 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

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

27 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

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