RU2287214C1 - Method for detecting ice and wind loads - Google Patents

Method for detecting ice and wind loads Download PDF

Info

Publication number
RU2287214C1
RU2287214C1 RU2005102663/09A RU2005102663A RU2287214C1 RU 2287214 C1 RU2287214 C1 RU 2287214C1 RU 2005102663/09 A RU2005102663/09 A RU 2005102663/09A RU 2005102663 A RU2005102663 A RU 2005102663A RU 2287214 C1 RU2287214 C1 RU 2287214C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ice
load
signal
loads
transmitting
Prior art date
Application number
RU2005102663/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Петр Федорович Привалов (RU)
Петр Федорович Привалов
Original Assignee
Башкирское открытое акционерное общество энергетики и электрификации "Башкирэнерго" (ОАО "Башкирэнерго")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Башкирское открытое акционерное общество энергетики и электрификации "Башкирэнерго" (ОАО "Башкирэнерго") filed Critical Башкирское открытое акционерное общество энергетики и электрификации "Башкирэнерго" (ОАО "Башкирэнерго")
Priority to RU2005102663/09A priority Critical patent/RU2287214C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2287214C1 publication Critical patent/RU2287214C1/en

Links

Abstract

FIELD: power engineering; protection of power transmission lines against ice and wind loads.
SUBSTANCE: proposed method that involves use of transmitting and receiving equipment for measuring ice and wind loads on high-voltage power transmission lines includes recording of transmitting-equipment output resistance by means of transducer, for instance varistor, that varies in proportion to output voltage across magneto-elastic force sensor and, consequently, proportional to total ice load on ground wire; conversion of transmitting equipment output resistance as function of ice load into DC analog signal by means of signal processing device; conversion of DC analog signal into digital signal and its transfer to load dispatching center by means of telemechanical complex followed by its display at load-dispatching center by means of operating data complex.
EFFECT: enhanced reliability of measuring equipment and of data on ice loads transferred.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано для защиты линий электропередач от гололедных и ветровых нагрузок.The invention relates to the field of electric power and can be used to protect power lines from ice and wind loads.

Известен способ определения гололедных нагрузок, применяемый для краткосрочного прогнозирования гололедообразования и управления установкой плавки гололеда на воздушной линии электропередачи. Способ основан на косвенном измерении температурного линейного расширения провода в пролете между натяжной и поддерживающей гирляндами изоляторов. Датчиками силы, подвешенными между траверсой опоры и гирляндой изоляторов, измеряют силы тяжести, соответственно, натяжной и поддерживающей гирлянд изоляторов. По ним с помощью двухвходового линейного преобразователя формируют сигнал, пропорциональный температурному линейному расширению провода (Патент РФ №2165122, МПК Н 02 G 7/16, G 08 В 19/02, 10.04.2001).A known method for the determination of ice loads, used for short-term forecasting of ice formation and control the installation of melting ice on an overhead power line. The method is based on an indirect measurement of the temperature linear expansion of the wire in the span between the tension and supporting insulator strings. Force sensors suspended between the support beam and a string of insulators measure the force of gravity, respectively, of the tension and supporting string of insulators. Using them, using a two-input linear converter, they form a signal proportional to the linear temperature expansion of the wire (RF Patent No. 2165122, IPC N 02 G 7/16, G 08 B 19/02, 04/10/2001).

Недостатком способа-прототипа является недостоверность информации о гололедных нагрузках и невысокая надежность измерения гололедной нагрузки из-за того, что в основе способа лежит косвенное измерение температуры, а также отсутствует информация о ветровой нагрузке.The disadvantage of the prototype method is the inaccuracy of information about ice loads and the low reliability of measuring ice loads due to the fact that the method is based on indirect temperature measurement, and there is no information about the wind load.

Известно устройство для определения гололедной нагрузки на воздушных линиях электропередачи, содержащее сигнализатор, установленный в пункте контроля гололедной нагрузки, включающий преобразователь сигнала датчика гололедной нагрузки в соответствующую числоимпульсную кодовую комбинацию в виде следующих последовательно во времени низкочастотных импульсов, счетчик-формирователь цикла и счетчик-формирователь временной задержки, связанный с компаратором, фильтр низкой частоты и формирователь низкочастотных импульсов, а также приемный блок (Патент РФ №2162268, МПК Н 02 G 7/16, G 08 В 19/02, 20.01.2001).A device for determining icing load on overhead power transmission lines, comprising a signaling device installed in an icing load monitoring station, including a signal transducer of an icing load sensor into an appropriate number-pulse code combination in the form of low-frequency pulses following in series in time, a cycle counter-shaper and a time counter-shaper delays associated with the comparator, a low-pass filter and a low-frequency pulse shaper, as well as reception block (RF Patent No. 2162268, IPC Н 02 G 7/16, G 08 В 19/02, 01/20/2001).

Недостатком аналога является зависимость показаний о нагрузке на проводе от помех, наводок, токов растекания по земле на подстанции и высоковольтной линии, т.к. в качестве канала информации используется грозозащитный трос, а общим проводом при такой передаче информации является земля, что в конечном итоге влияет на достоверность информации о гололедных нагрузках на высоковольтной линии и на надежность измерений гололедных нагрузок.The disadvantage of the analogue is the dependence of the testimony on the load on the wire from interference, interference, currents spreading on the ground at the substation and high-voltage line, because a lightning protection cable is used as an information channel, and the earth is the common wire for such information transfer, which ultimately affects the reliability of information about ice loads on a high-voltage line and the reliability of measurements of ice loads.

Известно также устройство для определения предельных гололедных нагрузок на проводах линий электропередачи, включающее установленный в корпусе чувствительный элемент, кинематически связанный с преобразователем перемещения в электрический сигнал, содержащий кодирующее устройство и взаимодействующее с ним считывающее устройство. Чувствительный элемент установлен на ножевой опоре и выполнен в виде качающейся траверсы, меньшее плечо которой связано с контролируемым проводом линии электропередачи, а большее плечо соединено с кодирующим устройством преобразователя через механический дискретизатор, состоящий из размещенных в корпусе звеньев, обеспечивающих преобразование фиксируемых предельных значений нелинейно изменяющихся гололедных нагрузок в линейное перемещение кодирующего устройства преобразователя с заданным шагом квантования, и контролирующего звена, выполненного в виде качающегося рычага, установленного на корпусе, рабочее плечо которого кинематически связано с кодирующим устройством преобразователя с возможностью перемещения звеньев, обеспечивающих преобразование фиксируемых предельных значений нелинейно изменяющихся гололедных нагрузок в линейное перемещение кодирующего устройства преобразователя с заданным шагом квантования, а на другое плечо которого прикладываются к земле усилия, моделирующие предельные гололедные нагрузки, обеспечивающие бесперебойную работу контролируемой линии электропередачи. Считывающее устройство преобразователя выполнено в виде одного или группы герметизированных контактов, формирующих получаемый цифровой сигнал на выходе преобразователя (Патент РФ №2196378, МПК Н 02 G 7/16, 10.01.2003 г.).It is also known a device for determining the maximum ice loads on the wires of power lines, including a sensing element installed in the housing, kinematically connected with the transducer of displacement into an electrical signal containing an encoder and a reader interacting with it. The sensing element is mounted on a knife support and is made in the form of a swinging beam, the smaller arm of which is connected to the controlled wire of the power line, and the larger arm is connected to the encoder of the converter through a mechanical discretizer, consisting of links located in the housing, providing conversion of fixed limit values of non-linearly varying ice loads in the linear movement of the encoder of the transducer with a given quantization step, and the control on, made in the form of a swinging lever mounted on the housing, the working arm of which is kinematically connected with the encoder of the transducer with the ability to move links that convert fixed fixed values of non-linearly varying ice loads into linear movement of the encoder of the transducer with a given quantization step, and to the other shoulder whose efforts are applied to the earth, simulating extreme ice loads, ensuring uninterrupted operation of the con trolled power line. The reader of the converter is made in the form of one or a group of sealed contacts that form the resulting digital signal at the output of the converter (RF Patent No. 2196378, IPC N 02 G 7/16, 01/10/2003).

Недостатками аналога являются недостоверность информации о гололедных нагрузках на высоковольтной линии и невысокая надежность измерений гололедных нагрузок.The disadvantages of the analogue are the inaccuracy of information about ice loads on the high-voltage line and the low reliability of measurements of ice loads.

Кроме того, известно устройство передачи сигналов по линии электроснабжения для обнаружения гололедных отложений на проводах, содержащее блок управления передачей, выполненный в виде генератора высокой частоты, связанного через фильтр присоединения и конденсатор связи с фазным проводом электропередачи, и блок управления приемом, содержащий блок сигнализации, связанный через фильтр присоединения и конденсатор связи с фазным проводом электропередачи, соединенный с измерительными блоками, связанными с датчиками предельной гололедной нагрузки линии электропередачи. Фазный провод использован в качестве пространственно-распределенного датчика гололедных нагрузок, на который поступают являющиеся носителями информации сигналы вышеуказанных генераторов высокой частоты. Блоки управления приемом получают высокочастотные сигналы от указанного пространственно-распределенного датчика гололедных нагрузок, модулируемые гололедной нагрузкой, который определяет изменения гололедных отложений по всей длине линии электропередачи. Значения предельных гололедных нагрузок в заданных точках определяют по максимальному изменению этого же высокочастотного сигнала, промодулированного за счет изменения параметров одного из измерительных блоков посредством регулятора настройки при срабатывании датчика предельной гололедной нагрузки. Выходы блоков управления приемом соединены с контролируемыми пунктами системы телемеханики, сигналы с которых поступают на диспетчерский пункт, по которым судят о гололедной ситуации в регионе (Патент РФ №2209513, МПК Н 04 В 3/54, Н 02 J 13/00, Н 02 G 7/16, 27.07.2003).In addition, it is known a device for transmitting signals through a power line for detecting icy deposits on wires, comprising a transmission control unit made in the form of a high frequency generator coupled through an attachment filter and a coupling capacitor to a phase transmission wire, and a reception control unit comprising an alarm unit, connected through an attachment filter and a coupling capacitor to a phase transmission wire connected to measuring units connected to sensors of extreme glaze power line loads. The phase wire is used as a spatially distributed sensor of ice loads, to which the signals of the above high-frequency generators are transmitted as information carriers. The reception control units receive high-frequency signals from the specified spatially distributed icing load sensor, modulated by the icing load, which determines changes in icy deposits along the entire length of the transmission line. The values of the maximum ice loads at given points are determined by the maximum change in the same high-frequency signal, modulated by changing the parameters of one of the measuring units using the tuning regulator when the maximum ice load sensor is triggered. The outputs of the reception control units are connected to the controlled points of the telemechanics system, the signals from which are sent to the control room, which are used to judge the icing situation in the region (RF Patent No. 2209513, IPC Н 04 В 3/54, Н 02 J 13/00, Н 02 G 7/16, 07/27/2003).

Недостатками аналога являются обязательное наличие высокочастотного канала с частотой не выше 350 кГц и высокочастотной обработки сигнала, а также сложность и высокая стоимость устройства передачи сигналов.The disadvantages of the analogue are the mandatory presence of a high-frequency channel with a frequency of no higher than 350 kHz and high-frequency signal processing, as well as the complexity and high cost of a signal transmission device.

Задачей изобретения является повышение надежности аппаратуры для измерения гололедных и ветровых нагрузок за счет упрощения конструкции приемной аппаратуры устройства, а также достоверности передачи информации о гололедных нагрузках на высоковольтных линиях за счет измерения выходного сопротивления передающей аппаратуры.The objective of the invention is to increase the reliability of equipment for measuring icy and wind loads by simplifying the design of the receiving apparatus of the device, as well as the reliability of transmitting information about icing loads on high voltage lines by measuring the output resistance of the transmitting equipment.

Поставленная задача достигается способом определения гололедных и ветровых нагрузок, по которому сначала измеряют силы натяжения грозозащитного троса с помощью магнитоупругих датчиков силы, установленных в натяжной и поддерживающей гирляндах изоляторов, по ним формируют сигнал, в отличие от прототипа, регистрируют выходное сопротивление посредством преобразователя, например варистора, которое меняется пропорционально выходному напряжению магнитоупругого датчика силы и, соответственно, пропорционально суммарной гололедной нагрузке на грозозащитном тросе, и преобразовывают выходное сопротивление передающей аппаратуры, в зависимости от гололедной нагрузки, в аналоговый сигнал постоянного тока посредством устройства обработки сигнала, затем аналоговый сигнал постоянного тока преобразуют в цифровой сигнал и передают на диспетчерский пункт посредством телемеханического комплекса с последующим выводом на диспетчерском пункте посредством оперативно-информационного комплекса.The problem is achieved by the method of determining ice and wind loads, by which the tensile forces of the lightning protection cable are first measured using magnetoelastic force sensors installed in the tension and supporting garlands of the insulators, they form a signal, in contrast to the prototype, the output resistance is recorded by means of a converter, for example a varistor , which varies in proportion to the output voltage of the magnetoelastic force sensor and, accordingly, in proportion to the total glaze load ke on a lightning protection cable, and the output resistance of the transmitting equipment, depending on the icy load, is converted into an analog DC signal using a signal processing device, then the analog DC signal is converted into a digital signal and transmitted to the control room via a telemechanical complex with subsequent output to the control room paragraph through the operational information complex.

Существо изобретения поясняется чертежом. На чертеже представлен график измерения гололедной нагрузки и температуры в зависимости от времени.The invention is illustrated in the drawing. The drawing shows a graph of the measurement of ice load and temperature versus time.

Пример конкретной реализации способа.An example of a specific implementation of the method.

Магнитоупругий датчик силы может быть установлен между траверсой и изолятором грозозащитного троса. Принцип действия магнитоупругого датчика силы основан на магнитоупругом эффекте, заключающемся в изменении магнитных свойств ферромагнетика под влиянием упругих механических напряжений. Магнитоупругий датчик силы состоит из магнитопровода, выполненного из пластин электротехнической холоднокатаной стали. На магнитопровод нанесены две обмотки под углом 90°. На первичную обмотку магнитопровода магнитоупругого датчика силы подается питание 30 В, со вторичной обмотки снимается напряжение переменного тока.A magnetoelastic force sensor can be installed between the traverse and the ground wire insulator. The principle of operation of the magnetoelastic force sensor is based on the magnetoelastic effect, which consists in changing the magnetic properties of a ferromagnet under the influence of elastic mechanical stresses. The magnetoelastic force sensor consists of a magnetic circuit made of plates of electrotechnical cold-rolled steel. Two windings are applied to the magnetic circuit at an angle of 90 °. A power supply of 30 V is supplied to the primary winding of the magnetic circuit of the magnetoelastic force sensor; AC voltage is removed from the secondary winding.

Преобразование аналогового сигнала 0-5 mA в цифровой сигнал и передачу его на диспетчерский пункт производят с помощью телемеханического комплекса "Гранит".The conversion of the 0-5 mA analog signal to a digital signal and its transmission to the control room is carried out using the Granite telemechanical complex.

Преобразование цифрового сигнала в удобную форму (например, в единицах измерения веса провода, килограммах) и вывод его на диспетчерский пункт, например на монитор ПЭВМ диспетчера, производят с помощью оперативно-информационного комплекса "Диспетчер".Converting a digital signal into a convenient form (for example, in units of wire weight, kilograms) and outputting it to a dispatch center, for example, to a dispatcher’s personal computer monitor, is performed using the Dispatcher operational information complex.

На чертеже приводится в качестве примера график изменения гололедной нагрузки на грозозащитном тросе высоковольтной линии в зависимости от изменения гололедной ситуации - температуры, полученный на основе данных ретроспективы оперативно-информационного комплекса.The drawing shows as an example a graph of the change in ice load on the lightning protection cable of a high-voltage line depending on the change in the icing situation - the temperature obtained on the basis of the retrospective data of the operational information complex.

Ретроспектива измерений гололедной нагрузки и температуры отображена на графике с шагом квантования 30 минут. По графику видно, что при определенных атмосферных условиях: температура воздуха от -4° до -10° и определенной влажности, на высоковольтной линии идет процесс образования гололеда. При изменении погоды: понижении температуры воздуха, уменьшении влажности, идет процесс разрушения гололеда на высоковольтной линии.A retrospective of measurements of ice load and temperature is displayed on the graph with a quantization step of 30 minutes. The graph shows that under certain atmospheric conditions: air temperature from -4 ° to -10 ° and a certain humidity, ice formation is going on on the high-voltage line. When the weather changes: lowering air temperature, lowering humidity, the process of ice destruction on the high-voltage line is underway.

Достоверность показаний графика подтверждают сотрудники службы линии электропередач, которые проводят визуальный осмотр высоковольтной линии.The reliability of the graph is confirmed by employees of the power line service, which conduct a visual inspection of the high-voltage line.

Итак, заявляемое изобретение позволяет получить достоверную информацию о гололедных нагрузках на высоковольтной линии и повысить надежность аппаратуры для измерения гололедных и ветровых нагрузок.So, the claimed invention allows to obtain reliable information about ice loads on the high-voltage line and to increase the reliability of equipment for measuring ice and wind loads.

Claims (1)

Способ определения гололедных и ветровых нагрузок, по которому измеряют силы натяжения грозозащитного троса с помощью магнитоупругих датчиков силы, установленных в натяжной и поддерживающей гирляндах изоляторов, по ним формируют сигнал, отличающийся тем, что сначала регистрируют выходное сопротивление передающей аппаратуры посредством преобразователя, например варистора, которое меняется пропорционально выходному напряжению магнитоупругого датчика силы и соответственно пропорционально суммарной гололедной нагрузке на грозозащитном тросе, и преобразовывают выходное сопротивление передающей аппаратуры в зависимости от гололедной нагрузки в аналоговый сигнал постоянного тока посредством устройства обработки сигнала, затем аналоговый сигнал постоянного тока преобразуют в цифровой сигнал и передают на диспетчерский пункт посредством телемеханического комплекса с последующим выводом на диспетчерском пункте посредством оперативно-информационного комплекса.A method for determining ice and wind loads, which measure the tensile forces of a lightning protection cable using magnetoelastic force sensors installed in the tension and support strings of insulators, which form a signal, characterized in that the output resistance of the transmitting equipment is first recorded by means of a converter, for example a varistor, which varies in proportion to the output voltage of the magnetoelastic force sensor and, accordingly, in proportion to the total glaze load on the storm cable, and the output resistance of the transmitting equipment, depending on the icy load, is converted into an analog DC signal by means of a signal processing device, then the analog DC signal is converted into a digital signal and transmitted to the control center by means of a telemechanical complex with subsequent output to the control center by means of operational information complex.
RU2005102663/09A 2005-02-03 2005-02-03 Method for detecting ice and wind loads RU2287214C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005102663/09A RU2287214C1 (en) 2005-02-03 2005-02-03 Method for detecting ice and wind loads

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005102663/09A RU2287214C1 (en) 2005-02-03 2005-02-03 Method for detecting ice and wind loads

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2287214C1 true RU2287214C1 (en) 2006-11-10

Family

ID=37500886

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005102663/09A RU2287214C1 (en) 2005-02-03 2005-02-03 Method for detecting ice and wind loads

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2287214C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101929886A (en) * 2010-07-08 2010-12-29 电子科技大学 Method for measuring icing mass of transmission line
RU2461941C1 (en) * 2011-03-10 2012-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (КГЭУ) Method for measurement of ice and wind load on overhead electric lines

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101929886A (en) * 2010-07-08 2010-12-29 电子科技大学 Method for measuring icing mass of transmission line
RU2461941C1 (en) * 2011-03-10 2012-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (КГЭУ) Method for measurement of ice and wind load on overhead electric lines

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102042885B (en) Device for monitoring state of power transmission line tower-line system
US9377498B2 (en) Fault prediction in electronic transmission networks
Olsen et al. A new method for real-time monitoring of high-voltage transmission-line conductor sag
RU2372624C1 (en) Method for detection of single-phase earth fault location in ramified overhead power transmission line, method for detection of phase-to-phase short circuit in ramified overhead power transmission line and device for current and voltage monitoring for their realisation
US20120278011A1 (en) Power Line Maintenance Monitoring
CN101614602A (en) Electricity transmission line monitoring method and device
EP2425223A1 (en) Overhead power line monitor
RU155217U1 (en) RAILWAY TENSION CONTROL DEVICE
CN103822737B (en) A kind of Monitoring-fiber Bragg Grating on-line monitoring device for transmission line and method
RU2287214C1 (en) Method for detecting ice and wind loads
Raghavan et al. Low-cost embedded optical sensing systems for distribution transformer monitoring
Bernauer et al. Temperature measurement on overhead transmission lines (OHTL) utilizing surface acoustic wave (SAW) sensors
RU2578726C1 (en) Method of determining phase voltage, surface resistance and leak current for linear suspended insulator of overhead transmission line and device therefor
Werneck et al. Fiber-optic-based current and voltage measuring system for high-voltage distribution lines
RU2145758C1 (en) Device for measuring ice and wind loads on overhead power transmission lines
RU100682U1 (en) DEVICE FOR MEASURING ICE AND WIND LOADS ON ELECTRIC TRANSMISSION AIR LINES
CN105953956A (en) Large-capacity power transmission line strain tower strain measuring device
CA2878674C (en) Power line maintenance monitoring
RU2769171C1 (en) Method for removing ice and icy deposits from electrical wires and lightning protection cables of overhead power line
WO2019125197A1 (en) Method and system of automatically monitoring a contact conductor of an electric transport system
CN114140991A (en) On-line monitoring and early warning method, system and device for galloping of high-voltage power transmission line
WO2019160434A1 (en) Automatic monitoring of the condition of an overhead transmission conductor
RU2461941C1 (en) Method for measurement of ice and wind load on overhead electric lines
RU2533178C1 (en) System of mechanical load control at extended elements of overhead transmission line
RU2309504C1 (en) Device for determining limitary ice coating loads on wires of electric line

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080204