Применение оптоволоконных устройств мониторинга температуры в электроэнергетике

ОГЛАВЛЕНИЕ 1
ВВЕДЕНИЕ 3
Глава 1. РАСЧЕТ ДЛИТЕЛЬНО И АВАРИЙНО ДОПУСТИМОГО ТОКА 5
1.1. Общие требования к расчету длительно и аварийно допустимого тока 5
1.2. Расчет длительно и аварийно допустимого тока для воздушных линий электропередачи 5
1.3. Расчет длительно и аварийно допустимого тока воздушных ЛЭП 6
1.4. Расчет допустимой температуры по условию сохранения допустимых габаритов ВЛ. 12
1.5. Расчет допустимой температуры провода. 18
1.6. Время существования допустимого и аварийного режима 19
1.7. Выбор расчетных климатических условий 21
Глава 2. ТОКОВЫЕ ЗАГРУЗКИ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ 24
Глава 3. РАСЧЕТ ДЛИТЕЛЬНО И АВАРИЙНО ДОПУСТИМОГО ТОКА ПО УСЛОВИЮ СОХРАНЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ 28
Глава 4. ПРИМЕР РАСЧЕТА ДОПУСТИМОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ НАГРЕВА ПРОВОДА ДЛЯ ВЛ 110 КВ ПО УСЛОВИЮ СОХРАНЕНИЯ ГАБАРИТОВ 32
Глава 5. РАСЧЕТ ВРЕМЕНИ СУЩЕСТВОВАНИЯ ДОПУСТИМОГО РЕЖИМА 37
Глава 6. ЗАВИСИМОСТЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРОВОДА ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ 38
Глава 7. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОПУСТИМОЙ ТОКОВОЙ НАГРУЗКИ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ ПО ИЗВЕСТНОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ ПРОВОДА 40
7.1. Стационарный тепловой процесс 40
7.2. Нестационарный тепловой процесс 42
7.3. Вывод 44
Глава 8. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОПТИЧЕСКОГО ВОЛОКНА В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ 45
Глава 9. ТЕМПЕРАТУРНЫЙ МОНИТОРИНГ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ 60
Глава 10. ОБЗОР СИСТЕМ КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ЛЭП С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОПТИЧЕСКОГО ВОЛОКНА 65
10.1. Система контроля температуры кабельных и воздушных линий, соединительных муфт «ASTRO» (Россия) 65
10.2. Система контроля температуры кабельных и воздушных линий, соединительных муфт «ASTRO» в составе комплексной системы мониторинга технического состояния высоковольтных кабелей 110-500 кВ «КМК-500» (Россия) 70
10.3. Система контроля температурного распределения волоконно-оптическая ВОСК-Т (Россия) 76
10.4. Волоконно-оптические датчики распределения деформации и температуры OZ Optics (Канада) 81
10.5. Анализатор волоконно-оптический распределения температуры и механических напряжений DITEST-14 (Швейцария) 84
10.6. Вывод 89
Глава 11. АВТОМАТИКА ОГРАНИЧЕНИЯ ПЕРЕГРУЗКИ ОБОРУДОВАНИЯ 90
11.1. Стандартная автоматика ограничения перегрузки ЛЭП 91
11.2. Автоматика ограничения перегрузки ЛЭП с контролем температуры окружающей среды 91
11.3. Автоматика ограничения перегрузки ЛЭП с косвенным контролем температуры провода 94
11.4. Автоматика ограничения перегрузки ЛЭП с непосредственным контролем температуры провода 95
11.5. Вывод по АОПО 96
Глава 12. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ УСТРОЙСТВА КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ПРОВОДА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН 98
Глава 13. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТЕ С ОПТИЧЕСКИМ ВОЛОКНОМ 101
13.1. Общие правила при работе с оптоволокном 101
13.2. Сварка оптического волокна 103
13.3. Подготовка торцов оптического волокна (скалывание) 106
13.4. Потери оптического соединения 107
13.5. Состав оптического распределительного устройства ОРУ 107
13.6. Укладка волокон 108
13.7. Монтаж кабеля в круглый ввод 109
13.8. Укладка моделей и оптических волокон 110
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 111
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 113

1. Правила устройства электроустановок. 7-е изд.-М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2003.
2. РД 34.20.547. Методика расчета предельных токовых нагрузок по условиям нагрева проводов для действующих линий электропередачи (МТ 34-70-037-87). Москва. Союзтезэнерго, 1987. – 37 с.
3. СТО 56947007-29.240.55.143-2013. Методики расчета предельных токовых нагрузок по условиям сохранения механической прочности проводов и допустимых габаритов воздушных линий.
4. СТО 56947007-29.060.20.170-2014. Силовые кабельные линии напряжением 110-500 кВ. Организация эксплуатации и технического обслуживания. Нормы и требования.
5. СТО 56947007-33.180.10.176-2014. Оптический кабель, встроенный в фазный провод, натяжные и поддерживающие зажимы, муфты для организации ВОЛС-ВЛ на линиях электропередачи напряжением 35 кВ и выше. Общие технические условия.
6. СТО 59012820.29.240.001-2011. Автоматическое противоаварийное управление режимами энергосистем. Противоаварийная автоматика энергосистем. Условия организации процесса. Условия создания объекта. Нормы и требования (в редакции изменения, введенного в действие приказом ОАО «СО ЕЭС» от 29.07.2014 № 201).
7. ЭКРА.656453.221/220 0108 РЭ. Шкаф линейной противоаварийной автоматики с функцией автоматики ограничения перегруза оборудования с учетом температуры окружающей среды (АОПО по tº) типа ШЭЭ 22Х 0108. Руководство по эксплуатации. – Чебоксары, 2016. – 101 с.
8. ГОСТ Р МЭК 793-1-93. Волокна оптические. Общие технические требования.
9. ГОСТ Р МЭК 60287-1-1-2009. Кабели электрические. Расчет номинальной токовой нагрузки. Часть 1-1. Уравнения для расчета номинальной токовой нагрузки (100 %-коэффициент нагрузки) и расчет потерь. Общие положения.
10. СО 153-34.48.519-2002. Правила проектирования, строительства и эксплуатации волоконно-оптических линий связи на воздушных линиях электропередачи напряжением 0,4-35 кВ.
11. Ишкин В.Х. Волоконно-оптические системы связи (часть 1). – М.: НТФ «Энергопрогресс», 1999. – 67 с.
12. Ишкин В.Х. Волоконно-оптические системы связи (часть 2). – М.: НТФ «Энергопрогресс», 1999. – 130 с.
13. Кабышев А.В. Электроснабжение объектов. Ч.1. Расчет электрических нагрузок, нагрев проводников и электрооборудования: учебное пособие. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2007. – 185 с.
14. Бургсдорф В.В., Никитина Л.Г. Определение допустимых токов нагрузки воздушных линий электропередачи по нагреву их проводов // Электричество. 1989. – №11. – С. 1 – 8.
15. Новые возможности применения оптоволокна в электроэнергетике // Департамент технического развития ОАО «МРСК Центра». 2009. – С. 4 – 16.
16. Организация мониторинга технического состояния высоковольтных кабельных линий. – Пермь: ООО «DIMRUS». – 32 с.
17. Браун Д. Волоконно-оптическое распределенное измерение температуры в скважине // Нефтегазовое обозрение. Зима 2008-2009. Том 20. – №4. – С. 42 – 49.
18. Мокански В. Силовой кабель высокого напряжения со встроенным волоконно-оптическим модулем // Наука и техника. 2009. – №2(315). – С. 14 – 17.
19. Патент на изобретение № 2478247 Н02J13/00, Заявл. 27.12.11. Опубл. 27.03.13. Система дистанционного контроля воздушной линии электропередачи, снабженной оптоволоконным кабелем / Механошин Б.И., Механошин К.Б., Шкапцов В.А.
20. Якунин А. Новые возможности применения оптоволокна в электроэнергетике // Новости ЭлектроТехники. 2008. – №2(50). – С. 2 – 3.
21. Фигурнов Е.П., Жарков Ю.И., Петрова Т.Е., Кууск А.Б. Нагрев неизолированных проводов воздушных линий электропередачи // Электричество. 2013. – №6. – С. 19 – 25.
22. Осика Л. К. Способы учета изменения температуры по трассам линий электропередачи для уточнения их математических моделей // Электро. 2006. – №6. – С. 27 – 29.
23. Система мониторинга для контроля промысловых морских трубопроводов. – Москва: ЗАО «Лазер Солюшенс». – 11 с.
24. Ларин Ю.Т., Смирнов Ю.В., Гринштейн М.Л. Применение системы температурного мониторинга с помощью оптического кабеля для контроля распределения температуры вдоль электрического силового кабеля // Кабель-news. 2009. – №8. – С. 48 – 53.
25. Линии электропередачи – 2010: проектирование, строительство, опыт эксплуатации и научно-технический прогресс: Сборник докладов Четвертой Российской научно-практической конференции с международным участием / Под ред. Ю.А. Лаврова. – Новосибирск, 2010. – 322 с.
26. I Всероссийская научно-практическая конференция «Оптическая рефлектометрия – 2016» 26-27 мая 2016 г., г. Пермь. Сборник тезисов докладов. – Пермь: ООО «Печатный салон «Гармонаия», 2016. – 76 с.
27. Воронин В.А. Повышение эффективности управления нормальными и аварийными электрическими режимами в районах мегаполисов: автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук: 05.14.02 / Воронин Владимир Александрович. – Иваново, 2014. – 20 с.
28. Сацук Е.И. Программно-технические средства мониторинга воздушных линий электропередачи и управления энергосистемой в экстремальных погодных условиях: автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук: 05.14.02 / Сацук Евгений Иванович. – Новочеркасск, 2011. – 32 с.
29. Лужковский Ю.И. Алгоритмы функционирования и методики определения параметров настройки автоматики ограничения перегрузки воздушных линий электропередачи: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук: 05.14.02 / Лужковский Юрий Игоревич. – Новочеркасск, 2016. – 142 с.
30. Ларин Ю.Т., Смирнов Ю.В. Измерение температуры сверхпроводящих кабелей посредством волоконно-оптических датчиков // Первая миля. 2011. – №1. – С. 16 – 20.
31. Беляков В.В., Малышев А.В., Кривошеев Н.В., Вольфганг К. Маршнер. Мониторинг силовых кабельных линий с адаптацией к условиям окружающей среды в режиме реального времени // Электро. 2008. – №5. – С. 38 – 40.
32. Яковлев В. Основы оптоволоконной технологии // СТА. 2002. – №4. – С. 74 – 81.
33. Некрасов А.В. Системы распределенного контроля температуры на ВОЛС-ВЛ // Автоматизация в промышленности. Ноябрь 2015. – С. 34 – 35.
34. Удовиченко О.В. Температурный мониторинг кабельных линий высокого напряжения на основе кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена // Линии электропередачи – 2008: проектирование, строительство, опыт эксплуатации и научно-технический прогресс: Сборник докладов Третьей Российской научно-практической конференции с международным участием. – Новосибирск. 2008. – С. 301 – 304.
35. Занько Н.Г., Малаян К.Р., Русак О.Н. Безопасность жизнедеятельности: Учебник для вузов. 13-е изд. Испр. – Спб.: Издательство «Лань», 2010. – 672 стр. ил.