СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ СТОЙКИ КОМПОЗИТНОЙ ОПОРЫ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
METHOD OF MEASUREMENT OF COMPOSITE SUPPORT RACK POWER LINES

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области электротехники, а именно к устройствам мониторинга состояния стоек композитных опор линии электропередачи.
Уровень техники
Мониторинг объектов электроэнергетики предназначен для получения и передачи на терминал обслуживаемой подстанции или диспетчерский пункт энергосистемы результатов измерений, позволяющих оценить состояние контролируемого элемента линии электропередачи и дать прогноз его изменений.
Задача мониторинга - повышение качества передаваемой электроэнергии по линиям электропередачи, повышение надежности энергоснабжения за счет предотвращения повреждения линий электропередачи и проведение ремонта по показаниям датчиков, а не по факту аварии.
Мониторинг может быть основан как на результатах прямых измерений параметров элементов ВЛ, так и на результатах, полученных расчетным путем по косвенным измерениям.
В настоящее время известны устройства, используемые в системах для беспроводного непрерывного дистанционного контроля в реальном времени мониторинга состояния композитных опор, ограничителей перенапряжений, изоляторов. Современные системы мониторинга линии электропередачи выполнены с применением беспроводных и оптических технологий связи, содержат узлы беспроводного контроля и оптической связи, установленные на верхней части опор, использующих один или два оптических элемента и образующих самонастраиваемую сеть связи (Патенты CN №101603850, МПК G01B 21/08, опубл. 16.12.2009; CN №101860077, МПК H02J 13/00, опубл. 13.10.2010; CN №202189100, МПК G01R 31/00, опубл. 1122.04.2012; CN №202256513, МПК G01R 31/00, опубл. 30.05.2012; RU №2143165, МПК H02J 13/00, G01R 15/06, опубл. 20.12.1999).
Устройство контроля за деформацией опоры линии электропередачи напряжением свыше 110 кВ (полезная модель CN №203103830, МПК G01B 11/06, опубл. 31.07.2013) содержит модуль Wi-Fi для дистанционного мониторинга электрических опор. Мониторинг вибрации опоры линии электропередачи, включающий систему обнаружения, подсистему, включающую серверный модуль, модуль беспроводной связи, модуль сбора данных, приведен в полезной модели CN №202974426, МПК G01H 17/00, опубл. 05.06.2013.
Мониторинг обнаружения вибрации или изгиба опор используется в целях предотвращения актов саботажа (патент DE №0271071, МПК Е04Н 12/10, опубл. 15.06.1988, DE №3706680, МПК Е04Н 12/10, опубл. 15.09.1988).
Основным недостатком данных технических решений является отсутствие полной информации о механическом состоянии стойки опор, необходимость сети Wi-Fi в месте проведения мониторинга.
Известно решение, принятое за прототип, патент на полезную модель CN №203672336, МПК G01B 11/26, опубл. 25.06.2014, в котором описывается система мониторинга угла наклона стойки опоры линии электропередачи. Система состоит из модуля сбора данных, передающего модуля, блока питания и центра сбора данных. Модуль сбора данных подключен к передающему модулю. Блок питания обеспечивает электропитание модуля сбора данных и передающего модуля. Измеренный сигнал передается по протоколу ZigBee в центр сбора данных в реальном масштабе времени.
Недостатком описанного способа является то, что по системе мониторинга угла наклона стойки опоры линии электропередачи происходит передача информации в центр сбора данных только в одном сечении по высоте опоры, что является недостаточным для определения положения стойки опоры.
Сущность изобретения
Задачей изобретения является расширение возможностей мониторинга для оценки пространственного положения стойки композитной опоры в целом.
Технический результат достигается тем, что расширение возможностей мониторинга при оценке пространственного положения стойки опоры дополнительно к измерению угла наклона в одном сечении по высоте, добавляется измерение еще одного угла в другом сечении, и дальнейшей оценки расчетным способом пространственного положения стойки опоры в целом.
Предлагаемый способ поясняется на чертеже.
С учетом обобщенных моментов ось стойки описывается дифференциальной зависимостью в виде:
где P - обобщенная горизонтальная сила,
2
M - обобщенные моменты, не зависимые от координаты x,
E×J - обобщенная жесткость стойки опоры,
x - текущая координата сечения стойки.
Интегрируя уравнение изгиба стойки, получается:
\
где y - тангенс угла наклона стойки,
\
С - постоянная интегрирования из условия: x=0: y=0, при этом C=0;
Из обобщенной зависимости (2), являющейся зависимостью квадратичной степени, уравнение угла наклона стойки представляется в виде:
где А и В - коэффициенты, подлежащие определению по результатам двух измерений.
1
1
2
2
Для определения коэффициентов А и В необходимо установить два датчика угла наклона стойки, которые будут определять углы: У в координате сечения X и угол У в координате сечения X. Получена система уравнений (4), (5):
Решая систему, по (6), (7) определяются коэффициенты А и В:
Определив параметры А и В, определяется зависимость (3) углов наклона стойки опоры. Интегрируя уравнение (3), получаем уравнение деформации стойки (8):
Постоянная интегрирования равна нулю в силу того, что при x=0, y=0.
Совершенствование мониторинга линий электропередачи с композитными опорами позволяет повысить надежность электроснабжения потребителей.