Повышение эффективности реконструируемых воздушных линий электропередач, подверженных экстремальным метеовоздействиям

• Автор: Шевченко, Наталья Юрьевна
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 163 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ИЗУЧАЕМОЙ ПРОБЛЕМЫ
1.1. Требования правовых и технических документов к надежности электрических сетей высокого напряжения
1.2. Техническое состояние воздушных линий электропередачи высокого напряжения, находящихся в эксплуатации
1.3. Показатели надежности электрической сети
1.4. Анализ отказов ВЛЭП
1.5. Влияние метеоусловий на надежность ВЛЭП
1.6. Надежность элементов ВЛЭП
1.7. Цель работы и постановка задачи исследования
Выводы
2. АНАЛИЗ ПРОГНОЗИРУЕМЫХ МЕХАНИЧЕСКИХ НАГРУЗОК НА ПРОВОДА РЕКОНСТРУИРУЕМОГО УЧАСТКА ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
2.1. Разработка вариантов реконструкции
2.2. Оценка ожидаемых механических нагрузок на провода ВЛЭП
2.3. Исходные эксплуатационные механические нагрузки
2.4. Ожидаемые ветровые нагрузки
2.5. Ожидаемые нагрузки отложений различных видов
2.6. Ожидаемые гололедно-ветровые нагрузки
Выводы
3. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ МНОГОКРИТЕРИАЛЬНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ КОНСТРУКЦИИ ВЛЭП В ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
3.1. Решения оптимизационных задач в многокритериальной постановке
3.2. Обоснование алгоритма выбора оптимального решения по многокритериальной модели

3.3. Оптимизационная модель реконструкции ВЛЭП в экстремальных метеорологических условиях
3.3.1. Выбор целей и формирование системы частных критериев
3.3.2. Аналитические модели показателей технической эффективности и безопасности
3.3.3. Аналитические модели показателя экономичности
Выводы
4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ИНВЕСТИЦИОННОГО ПРОЕКТА РЕКОНСТРУКЦИИ ВЛЭП
4.1. Представление развития электрических нагрузок систем электроснабжения как фактор неопределенности
4.2. Приведение многокритериальной задачи оптимизации к однокритериальной
4.3. Экономическое обоснование проектных решений
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
Приложение 1. «Механический расчет проводов. Определение расчетной
длины реконструируемого промежуточного пролета ВЛ-220кВ»
Приложение 2. «Определение капиталовложений в варианты реконструкций»
Приложение 3. «Определение токовых нагрузок и показателя эффективности вариантов реконструкции ВЛЭП»
Приложение 4. «Определение экономической эффективности вариантов
реконструкции ВЛЭП»
Приложение 5. «Акт внедрения диссертационных исследований»
Приложение 6. «Справка об использовании в учебном процессе результатов диссертационной работы»
ВВЕДЕНИЕ

Развитие электрических сетей является одним из важнейших показателей уровня электроэнергетики страны. В России более 50 % оборудования электрических сетей выработало свой расчетный ресурс, хотя еще сохраняет достаточную работоспособность. Ухудшение технического состояния электрических сетей является одной из основных причин роста повреждаемости воздушных линий электропередачи (ВЛЭП) и силового оборудования подстанций. Остро стоит задача реконструкции и модернизации электрических сетей, что требует огромных капитальных вложений. Поэтому актуальной задачей остается выбор оптимального варианта реконструкции линии с заданной степенью надежности.
Надежность работы линий электропередачи зависит от многих факторов: качества проектирования и выполнения строительно-монтажных операций, ввода в действие и грамотной эксплуатацией в различных режимах и атмосферно-климатических условиях.
Основные метеорологические факторы, влияющие на безаварийность работы ВЛЭП: гололедообразование, ветер и температура воздуха. Гололедноветровые аварии сопровождаются многочисленными обрывами проводов и тросов, поломкой опор, массовыми отключениями воздушных линий всех классов напряжения и нарушением электроснабжения потребителей с соответствующим ущербом.
Глобальные изменения климата, наблюдаемые в последнее время, приводят к тому, что складывается устойчивая тенденция постоянного усиления гололедных и ветровых явлений. Происходящие с регулярной повторяемостью в разных районах страны (Урал, Поволжье, Центр, Север и Северо-запад, Северный Кавказ, Дальний Восток, Сахалин и др.) чрезвычайные происшествия в электросетях энергосистем («Южэнерго», «Средняя Волга», «Дальэнерго» и «Центрэнерго») свидетельствуют о том, что надежность энергоснабжения народно-хозяйственных комплексов в районах страны является приоритетной задачей [3]. Аварии ВЛЭП, в более чем 40 энергосистемах за последние 30 лет

районах Крайнего Севера. Для обеспечения безопасной работы проводов в сложных метеорологических условиях необходимо разработать защиту от пляски, вибрации и гололедообразования, а также необходим мониторинг линии в масштабе реального времени.
Повреждаемость изоляции на ВЛЭП составляет 22 - 31 % от общего количества нарушений. Среднегодовой уровень отказов для фарфоровых тарельчатых изоляторов составляет 0,00028, для стеклянных - 0,00024, полимерной изоляции - 0,0000054.
В последние два десятилетия в мировой электроэнергетике наблюдается переход на полимерную изоляцию [24]. Результаты периодических проверок [29, 49, 53, 115] электрической прочности партии стержневых полимерных изоляторов показали значительные эксплуатационные преимущества перед традиционными тарельчатыми фарфоровыми и стеклянными изоляторами: более высокие (в 1.5-2 раза) влагоразрядные характеристики; меньшая (в 2 — 4 раза) загрязненность, лучшие аэродинамические свойства, хорошая самоочищаемость при атмосферных осадках; меньшая в 8 - 10 раз масса; вандалоустойчивость; меньшие трудозатраты при замене изоляторов ВЛ. Применение кремнийорга-нической резины практически решило вопрос старения изоляции и увеличило срок службы изоляторов до 30 лет. Полимерные изоляторы можно рекомендовать для использования в предгорных, горных местностях, а также в местностях с сильной загрязненностью и в условиях Крайнего Севера.
Однако относительно небольшая практика применения полимерной изоляции в России показала, что при определенных специфических условиях эксплуатации полимерные стержневые изоляторы могут проявлять изоляционные свойства ниже по отношению к стеклянным. В частности, при прохождении трассы ВЛ в районах с высокой влажностью (например, выпадение росы в утренние часы) или при сочетании высокой влажности и загрязнения в атмосфере происходили перекрытия по поверхности изолятора, что обусловлено недостаточной адгезией полимерного материала, либо невысоким качеством изготов-