Métodos para combatir la formación de hielo LPP. Método para prevenir la formación de hielo de las líneas aéreas de las líneas eléctricas de CA

Kuvinov a.a., D.T., Universidad Estatal de TOTLIATTI;
Karmanov v.f., Director General,
Akhmetzhanov N.G., especialista en jefe de Energy T LLC (TOGLIATTI);
Skuropat I.A., Ph.D., CJSC "GK" Electrical TM-Samara ", Samara;
Galiyev i.t., estudiante de posgrado del departamento por Nou Mei,
Aleksandrov n.m., estudiante graduado del Departamento de Aero Hesgt;
Khrennikov A.YU., D.T.N., JSC "NTC FGC UES"

Introducción

Cuando funciona las líneas aéreas (VL) Transmisión de alimentación en una serie de regiones, existe un problema grave de hielo de los cables en el período de otoño-invierno, ya que el tiempo promedio de eliminación de accidentes de holoide supera el tiempo promedio para eliminar los accidentes causados \u200b\u200bpor otras razones , 10 o más veces. Los estudios muestran que los depósitos de acebo en los cables de la WL se producen a la temperatura del aire de aproximadamente 5 ° C y una velocidad de viento de 5-10 m / s. El grosor permitido de la pared del acoplamiento de hielo es de 5 a 20 mm para una tensión de voltaje de 3-330 kV, ubicada en áreas climáticas de categorías ICE I-IV.

Como medida pasiva para combatir el hielo, se pueden usar varios cables de alta resistencia. Por ejemplo, Assc Wire (núcleo compuesto del conductor de aluminio - alambre de aluminio con un núcleo compuesto de diversos materiales. El conductor conductor ACCC es de tamaño estable, ya que el coeficiente de expansión térmica (1.6.10-6 ° C-1) es casi un pedido de magnitud inferior a acero (11.5.10-6 ° C-1). Por lo tanto, los cables ACCC permiten que durante mucho tiempo resista una temperatura alta, evitando la formación de hielo.

También se debe observar el cable Aero-Z®, que consiste en una o más capas concéntricas de cables redondos (capas internas) y alambre con una sección transversal en forma de "Z" (capas externas). Cada capa de alambre tiene un giro de longitud, hecho con un paso determinado. La superficie lisa reduce las cargas de viento en un 30-35% y evita el olor a la nieve y el hielo. Sin embargo, el cable AERO-Z® tiene una limitación en el ala de hielo, ya que no permite un aumento a largo plazo en la temperatura superior a 80ºC.

En general, la implementación práctica de métodos pasivos de combatir hielo es posible solo al diseñar e implementar nuevas líneas eléctricas. La reconstrucción del "Viejo" está relacionado con costos significativos.

Por lo tanto, no pierde la relevancia de la tarea de desarrollar métodos activos para combatir los depósitos de acebo en los alambres de la WL. Los métodos tradicionales se pueden atribuir a los flotadores de hielo en los cables de la corriente variable al crear artificialmente cortocircuitos o corriente continua utilizando bloques rectificadores no administrados o controlados. Sin embargo, en el primer caso puede haber daños a los cables del WL, y en el segundo caso, los bloques rectificadores caros no se usan la mayor parte del año calendario. Al mismo tiempo, se abre el estado actual de la base elemental de la electrónica de energía. características adicionales y estimula el desarrollo de nuevos métodos para combatir los depósitos de acebo libre de estas deficiencias. Una gran cantidad de publicaciones científicas se dedican a las cuestiones de investigación de la educación de acebo y la lucha contra los depósitos de acebo. Este documento está establecido en la tarea de sistematización y análisis comparativo de los métodos existentes para combatir los depósitos de acebo, cuya solución permitirá elegir el conjunto existente de soluciones técnicas más racional para las condiciones locales.

Clasificación de formas de combatir Holly.

Los dispositivos y métodos conocidos utilizan los siguientes tipos de impacto físico para eliminar los sedimentos congelados con holly de los cables de las líneas eléctricas (Figura 1):

• exposición térmica calentando el cable a una temperatura de 120-130 ° C, en la que el acoplamiento holgado se derrite, o por calentamiento profiláctico de cables en 10-20 ° C para evitar la formación de hielo;
• el efecto termodinámico al precalentar a la formación de una capa intermedia inundada entre el cable y el acoplamiento de hielo y la posterior "temblor de los cables de la fuerza de amperios" que surge de pasar un potente pulso de corriente;
• efectos electromecánicos por transmisión periódica de los pulsos de corriente que causan oscilaciones mecánicas de cables y destrucción del acoplamiento holgado; La eficiencia de los efectos electromecánicos se mejora con tales parámetros de los pulsos de corriente, que causan resonancia mecánica;
• el efecto mecánico moviendo los tornillos a lo largo del cable con energía eólica, la energía del campo electromagnético de la tensión de corriente de fase, los imanes permanentes, un motor asíncrono lineal o la creación de vibraciones de alambre utilizando un generador de oscilación mecánico (no se considera en el FUTURO, ya que prácticamente no se usa).

Figura 1 - Clasificación de los métodos para eliminar los sedimentos holgados de los cables VL:

WC - Rectificador administrado;

STK - Compensador de tiristores estático;

PC - Convertidor de frecuencia;

NPC - Convertidor de frecuencia directa;

COP - Dispositivo de compensación longitudinal

Uno solo debe tener en cuenta la desventaja general de los sistemas mecánicos, que consiste en la necesidad de instalación manual en un cable, la eliminación del cable, así como un movimiento de un cable a otro. Esto requiere una técnica especial (automático) y personal asociante, lo que aumenta los costos operativos y dificulta la utilización en áreas de difícil acceso.

Impacto térmico de la corriente alterna.

La corriente alterna de fusión de hielo se usa en un voltaje de 220 kV con cables con una sección transversal de menos de 240 mm2. La fuente de alimentación sirve como regla, 6-10 kV neumáticos subestaciones o un transformador separado. El esquema de fusión de hielo debe elegirse de tal manera que garantice el flujo de cables de corriente en 1.5-2 veces más alto que una corriente larga permitida. Tal exceso se justifica por el proceso de fundición a corto plazo (~ 1 h), así como el enfriamiento de alambre más intensivo en el invierno. Para cables de aluminio de acero de tipo CA con una sección transversal de 50-185 mm2, el valor aproximado de la corriente de una hora de hielo hielo se encuentra dentro de 270 a 600 a, y la corriente advertencia de la formación de hielo en los cables. Rango de 160-375 A.

Sin embargo, solo debido a la selección del esquema de fusión de hielo, a menudo es imposible elegir la corriente requerida de cortocircuito. Superar los valores anteriores de la corriente de fusión puede llevar a un recocido de cables, seguido de una pérdida irreversible de fuerza. Con valores más pequeños de una transmisión de un solo tiempo de cortocircuito, puede que no sea suficiente para eliminar completamente el hielo. Luego, los cortocircuitos tienen que repetirse repetidamente, lo que, además, toma las consecuencias.

Evite estas consecuencias negativas Permite el uso de un regulador de voltaje alterno de Thyristor, cuyo diagrama se presenta en la Figura 2. En el modo de fusión de hielo, el interruptor 7 se apaga, el interruptor 8 está encendido. Métodos posibles El control de la corriente de fusión es una fase de pulso cambiando los ángulos de incorporación de los tiristores de potencia 1, 2 y 3 o una latitud de pulso, al cambiar el número de períodos de flujo de voltaje.

Figura 2 - Instalación para compensar la potencia reactiva y el hielo con hielo.

En el modo de compensación de potencia reactiva, el interruptor 7 está activado, y el interruptor 8 está apagado. En este caso, los tiristores de potencia 1, 2, 3 y los reactores 4, 5, 6 forman un grupo Thyristorno - Reactor conectado a un triángulo, que es un elemento de un compensador de tiristor estático. Los autores también permiten la posibilidad de usar capacitores en lugar de reactores. En este caso, la compensación de la potencia reactiva se llevará a cabo utilizando una batería de condensador ajustable.

Sin embargo, independientemente del método de regulación, el taladro de hielo se lleva a cabo por una corriente alterna de la frecuencia industrial y requiere capacidades significativas de suministro de energía (decenas de MB.A), ya que la resistencia activa de los cables de las aerolíneas es significativamente menor resistencia inductiva . Poder completo La fuente aumenta debido a lo grande e inútil para fusión del hielo de la carga reactiva. Es posible aumentar la eficiencia de la fundición por la compensación capacitiva longitudinal de la resistencia inductiva en el caso de usar capacitores como parte de la instalación propuesta. Sin embargo, los autores no consideraron esta oportunidad.

La instalación combinada para compensar la potencia reactiva y el hielo de fusión, cuyo esquema se presenta en la Figura 3, merece atención. En el modo de fusión de hielo, el interruptor 7 se enciende, moviendo el reactor 6, el interruptor 9 apaga la batería del condensador 8, y el interruptor 10 está encendido. Es posible oler todos los cables de la aerolínea simultáneamente.

Figura 3 - Instalación combinada para una compensación por poder reactivo y fusión de hielo con hielo

En el modo de compensación de potencia reactiva, los interruptores 7 y 10 están deshabilitados, y el interruptor 9 está encendido. Como resultado, un esquema típico de un compensador estático basado en los módulos de transistores 1, 2 y 3, reactores 5, 6 en el lado corriente alterna y la batería del condensador 8 en el lado corriente continua. Dicha estructura puede operar tanto en modo de generación como en el modo de consumo de potencia reactiva.

Una deficiencia esencial de la instalación representada en la Figura 3 es el uso incompleto de la parte de la válvula en el modo de fusión. Esto se explica por el hecho de que la corriente de fusión fluye solo a través de las teclas "más bajas" de las fases 1, 2 y 3 del puente del convertidor. Para convertir un circuito de puente en tres teclas de CA, se requerirá un equipo de conmutación adicional y una complicación significativa del esquema de potencia.

Impacto térmico de la corriente constante.

Por primera vez, introducido por una corriente constante como una dirección prometedora para la lucha contra los depósitos de acebo en los alambres de la fase VL se anotó. Entre las primeras placas de fusión de hielo de la primera serie, los convertidores DC-16800-14000, hechos de acuerdo con el esquema de Larionov sobre la base de las válvulas VK-200 de Silicon no administradas con un voltaje de 14 kV enderezado, rectificado con una corriente de 1200 A y una 16800 Salida KW. Los esquemas de fusión de madera con una corriente enderezada se consideran en detalle.

Las desventajas del método deben incluir lo que se debe desactivar, y el bloque de rectificador no se usa la mayor parte del año calendario, ya que la necesidad de fundición de hielo se produce solo en invierno. Es posible observar la oferta de Effer de hielo la corriente pulsante sin apagar la VL. El bloque rectificador se enciende en la envoltura del cable calentado para que la corriente constante no fluya a través de los devanados de transformadores de potencia y transformadores de corriente. El calentamiento de cableado se realiza mediante una corriente pulsante que contiene un componente variable determinado por la carga de la VL, y un componente constante determinado por la tensión enderezada y la resistencia activa del circuito de fusión. Sin embargo, tal propuesta no aumenta el uso de bloques de rectificación, sino para implementación práctica Requiere equipo de conmutación adicional.

En este sentido, se cumplen los intentos de expansión. funcionalidad Al combinar en una instalación del bloque rectificador para hielo y dispositivos de hielo para compensar la potencia reactiva. Esto abre la posibilidad de que el funcionamiento durante todo el año, lo que aumenta significativamente su eficiencia económica.

En Niipt OJSC, se ha desarrollado un dispositivo convertidor de tipo de contenedor para la instalación combinada de fusión de hielo con hielo y compensación de potencia reactiva (Figura 4).

Figura 4 - Diagrama de un dispositivo de conversión de un tipo de contenedor (A) y una instalación combinada (B) Hielo hielo hielo y compensación de la potencia reactiva

El dispositivo de conversión (Figura 4) incluye:

• contenedor de transporte 1,
• módulos Thyristor 2 con bloques de control 3,
• sistema de enfriamiento de aire forzado 4,
• desconector 5 con unidad electromecánica 6,
• anodo 7, Catáneo 8 y Fase 9 Conversión de la conversión del puente,
• sistema de control, regulación, protección y automatización 10,
• desconectores 11, 12 y baterías de condensador 13.1, 13.2 y 13.3.

El equipo de energía está diseñado para la operación en áreas con un clima templado y frío (UHL 1) y se coloca en un recipiente de acero cerrado, instalado en la parte abierta de la base de la subestación. La fuente de alimentación se realiza desde el devanado de 10 kV del transformador seleccionado. Desde los dispositivos de convertidor representados en la Figura 4A, se recopila una instalación combinada, cuyo diagrama se muestra en la Figura 4.

En el modo de fusión de hielo, los desconectores 11, 12 están cerrados (Figura 4b), los desconectores 5 (Figura 4A) están abiertos. Se ensambla un diagrama de un rectificador de puente trifásico, que proporciona un voltaje enderezado nominal de 14 kV, la corriente nominal de la fundición 1400 A y la regulación de la corriente de fusión en el rango de 200-1400 A.

En el modo de compensación de potencia reactiva, los desconectores 11 y 12 están abiertos, y los desconectores 5 están cerrados. Un circuito de una batería de condensador 13.1, 13.2 y 13.3, controlada por los módulos de tiristores 2, conectados, en paralelo. Sin embargo, en el modo de compensación, solo es posible la regulación gradual del poder reactivo.

La última desventaja se puede evitar en una instalación combinada para hielo con hielo y compensación de la potencia reactiva, cuyo esquema se presenta en la Figura 5 (desarrollo de Niipt OJSC).

Figura 5 - Instalación combinada para hielo hielo hielo y compensación de energía reactiva

La instalación combinada incluye un transformador de suministro 1, los desconexores trifásicos 2 y 16, los reactores trifásicos 3 y 15, el convertidor del puente de alto voltaje 4, la batería del condensador de DC 5, los desconectores monofásicos 6 y 7, el sistema de control 8, ensamblaje 9-14 dispositivos totalmente controlados con diodos inversos y transformador resonante 17.

En el modo de fusión de hielo, se incluyen los desconectores 6, 7 y 16. La fusión se realiza por la corriente constante. La regulación de la corriente de fusión se lleva a cabo por el método de pwm de alta frecuencia. Por ejemplo, al pasar una corriente de carga a través de diodos de montaje 13 y 10, se conecta un dispositivo completamente controlado del conjunto 9 o 14 en el modo PWM. Al mismo tiempo, el contorno del cortocircuito de dos fases 9 - 10 o 13-14 se forma brevemente. La carga se gira, y la corriente de fusión es ajustable. La tasa de aumento de la corriente de cortocircuito se limita al reactor 3. Al seleccionar la frecuencia y el coeficiente de modulación PWM, el bloqueo del tiristor se realiza antes de aumentar la corriente de cortocircuito a un nivel peligroso. En este caso, el intervalo de conductividad de un tiristor es menor que en el modo de compensación de potencia reactiva. En el modo de compensación de potencia reactiva, los desconectores 6, 7 y 16 están deshabilitados. El convertidor de puente de alto voltaje 4 funciona en el modo "Stat".

Según varios autores que confían en su propia experiencia, solo de 7 a 30% de la longitud del alambre caliente durante la fundición está realmente cubierto de hielo. Esto se explica por el hecho de que las secciones individuales se debieron a las esquinas del giro y la incapacidad para predecir la dirección del viento en el momento de la formación de la Holly, resulta en diversas condiciones climáticas. En consecuencia, se desperdicia una parte significativa de la electricidad. En este sentido, propuesto instalación móvilLo que le permite viajar a las parcelas VL en las que se encuentra el cableado.

Generador móvil Para fundir hielo en los cables, la WL se realiza en la plataforma de automóviles, la fuente de alimentación (0,4 kV) del puente del rectificador trifásico se realiza desde dos generadores diesel de la ADV320 320 kW cada uno. Los conductores con terminales se proporcionan para conectarse a los alambres VL y los neumáticos eléctricos para conectar los cables en el lapso entre los soportes de acuerdo con el esquema de fusión de hielo. La solución técnica considerada proporciona flotador de hielo a la longitud de los dos vuelos de la aerolínea en cables de fase y un cable de thraker.

La desventaja general de todos los dispositivos que implementan la exposición térmica a la corriente constante es la necesidad de aplicar el esquema de fusión de hielo de alambre de hielo o "cable de dos cables". En cualquier caso, el tiempo de fundición aumenta y, en consecuencia, los costos de electricidad. Para reducir el tiempo de fusión, se debe dar preferencia al esquema de fundición "Three Wires - Tierra", pero los dispositivos de conexión a tierra de las subestaciones no se calculan, por regla general, en un flujo relativamente largo de corriente continua por un valor de hasta 2000 UNA.

Impacto térmico de la frecuencia ultra baja.

El contenido técnico de este tipo de exposición es que el tejido se produce por una baja frecuencia actual generada por un inversor de voltaje autónomo tres fases, y el valor efectivo de la corriente de fusión se establece y se mantiene en el nivel requerido cambiando el valor de voltaje de suministro .

A la frecuencia de voltaje de salida del inversor autónomo en las décimas de Hz y por debajo del valor actual en los cables de la línea se limita a casi solo una resistencia activa. Como resultado, la longitud permisible de la línea de aire aumenta en comparación con la fusión de la corriente alterna de la frecuencia industrial, simplifica la organización de fusión, la duración del proceso de fusión de hielo se reduce, el número de equipos de conmutación adicional disminuye.

El esquema de la instalación combinada para la fusión de hielo en hielo y la compensación del poder reactivo que implementa el método propuesto se presenta en la Figura 6.

Figura 6 - Instalación combinada para hielo con hielo y compensación de energía reactiva

La composición de la instalación combinada incluye convertidores de puentes trifásicos en las teclas de semiconductores completamente controladas 1 y 7, interruptores de tres polos 2, 5, 8, 9, chokes trifásicos 3, 4, batería de condensador 6 y sistema de control 10.

En el modo de fusión de hielo, los interruptores 5 y 8 están encendidos, y el interruptor 9 está deshabilitado. El convertidor de puente 1 funciona en un modo de rectificador controlado, y el convertidor de puente 7 funciona en un modo de inversor de voltaje autónomo trifásico. La fusión se realiza simultáneamente en tres cables de las aerolíneas. En el modo de compensación de potencia reactiva, los interruptores 5 y 8 están apagados, y el interruptor 9 está encendido. Los convertidores del puente 1 y 7 trabajan en paralelo.

El ángulo de inclusión se selecciona ligeramente a menos de 180 °. La red consume la potencia activa requerida para mantener la tensión en la batería del condensador 6. El voltaje alterna se forma en el lado de los convertidores del puente 1 y 7 de la CA. La primera fase armónica se desplaza hacia los voltajes de fase de la fuente de alimentación en el ángulo. Si la amplitud de la primera armónica del voltaje formado excede la amplitud de la tensión de la fuente de alimentación, entonces los transductores del puente 1 y 7 generan energía reactiva, y si menos consumen energía reactiva. Un cambio en el coeficiente de modulación de la PWM de alta frecuencia está regulado por la amplitud de la primera armónica del voltaje formado y, en consecuencia, el valor y la dirección de la potencia reactiva.

Exposición térmica a la corriente de alta frecuencia.

El método es que sin desconectar de los consumidores a los cables de fase a través del dispositivo coincidente y los condensadores de comunicación de alto voltaje se suministran desde el generador de una corriente de 50-500 MHz. En un conductor uniforme, la corriente alterna se concentra en la capa de superficie, cuyo adelgazamiento con frecuencia creciente conduce a un aumento en la resistencia de la parte del conductor, que pasa la corriente. Esto significa que con la misma corriente que fluye sobre el cable, mayor será el valor de frecuencia de la señal, más potencia térmica disipada en el conductor. Por ejemplo, con MHz, la resistencia de los cables de aluminio aumenta 600 veces o más.

Se muestra que con la potencia de un generador de alta frecuencia, hay varias decenas de kW del calentamiento del cable 10-20 ° C, que deben impedir la formación de depósitos holgados. Para eliminar el hielo extremadamente formado y el hielo de fusión, se calentará a una temperatura de 100-180 ° C. En consecuencia, se requerirá un costo de electricidad significativamente altos y un procedimiento de fundición más largo.

Por lo tanto, este método es el más apropiado para aplicar con fines profilácticos para prevenir la formación de hielo, ya que se implementa sin desconectar a los consumidores. Sin embargo, el uso de generadores con un rango de frecuencia de 87.5-108 MHz está lleno de peligro de crear una interferencia de radio intensa a la gama VHF.

Impacto termodinámico

El cable calentado con una alta frecuencia actual no solo puede evitar la formación de sedimentos de holguras, sino que también se utiliza para facilitar el procedimiento para la eliminación del acoplamiento holgado ya formado. Esto se usa particularmente en el dispositivo, cuyo esquema se presenta en la Figura 7.

Figura 7 - Dispositivo para eliminar el recubrimiento de hielo de nieve de los cables de líneas eléctricas

El lugar de trabajo automatizado del brazo AWP del despachador 6 y el controlador 5 garantiza el funcionamiento continuo de la subestación con la visualización de la información operativa en el marcador de luz 7.

Impacto electromecánico

Se sabe que cuando los flujos de corriente, los cables paralelos se sienten atraídos o se repelen bajo la acción de la fuerza de amperios entre ellos. Con una transmisión periódica de los pulsos de corriente, los cables WL realizarán oscilaciones mecánicas que destruyen los sedimentos congelados con holly. La frecuencia de los pulsos de corriente debe estar cerca de la resonancia mecánica y la amplitud suficiente para superar las fuerzas de fricción externas e internas. Cambiar la corriente transmitida puede ser estrictamente periódica, para tener una frecuencia de giro, cambio por la ley armónica, para tener la forma de los paquetes de pulso con las leyes específicas de los cambios en la frecuencia, la amplitud y el bienestar. La figura 8 muestra uno de opciones posibles Ventas sistema automático Eliminar hielo que implementa el método propuesto.

Figura 8 - Sistema de impacto electromecánico en los cables de la aerolínea para la eliminación de acebo

Transformador de energía 1 Convierte la tensión de alimentación al valor deseado. La unidad de electrónica de alimentación rectifica el voltaje obtenido del transformador de potencia 1 y genera pulsos de corriente del valor, la forma y la frecuencia requeridos, transmitidos a través de los cables 2 Vl. El sistema de control, que es un controlador lógico programable, procesa información de los sensores externos de las cargas de viento de holling 3, la humedad 4 y la temperatura 5, establece la forma deseada y la frecuencia de los pulsos de corriente para la unidad de electrónica de potencia y administra el funcionamiento de El sistema en su conjunto.

Con uso práctico este método Se necesita un cálculo exhaustivo y preciso del valor y la frecuencia de los pulsos de corriente para eliminar las posibles consecuencias negativas de la resonancia. Para aumentar la eficiencia de la destrucción de los sedimentos de Holling, los pulsos de corriente deben pasarse en cables que se encuentran en diferentes niveles. Esto le permite usar iNis inercia y gravedad, como un factor destructivo adicional.

Este método, así como la fusión requiere un apagado de la VL. Sin embargo, el momento de la destrucción mecánica del hielo es significativamente menor que el tiempo que se gasta en la fundición. Por lo tanto, el costo de la electricidad para limpiar será menor que cuando se lejía los depósitos de acebo.

conclusiones

La tendencia dominante en el desarrollo de nuevos medios para combatir los depósitos de acebo en los cables de cable es utilizar las instalaciones de conversión combinadas capaces de llevar a cabo la necesidad de hielo con hielo, y todo lo demás compensación por la potencia reactiva.

La más prometedora debe reconocerse como una actual corriente ultra baja, que combina la ventaja de fusión al alternar la corriente de la frecuencia industrial (en tres cables al mismo tiempo) y fusión con una corriente continua (limitada solo a la resistencia activa, suave. Control de la corriente de fusión). Una ventaja adicional es que la instalación para la fusión ultra baja en hielo de hielo se transforma fácilmente en un compensador de potencia de reactivo estático. Esto le permite explotar los equipos de conversión costosos durante el año calendario. Sin embargo, tal falla se conserva como la necesidad de apagar el WL para limpiar.

Totalmente libre de la última desventaja puede permitir la tecnología de transmisión flexible de alimentación de CA, como parte de la cual se usa por equipo de conversión, teóricamente capaz de garantizar, por ejemplo, calentamiento profiláctico de cables que impiden la formación de sedimentos de holoid.

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El artículo "Alta Energía" ("PM" No. 9 "2015) se menciona luchando contra la formación de hielo de los cables LEP. Para calentar los cables usando CA, se requiere un gran consumo de energía, es económicamente no rentable. Por lo tanto, para este propósito una constante Se utiliza la corriente eléctrica. Sin embargo, para la vuelta con un valor de bajo voltaje (menos de 220 kV), teniendo en cuenta el sistema de la fuente de alimentación y las características técnicas, es muy posible usar y AC. Se hacen medidas de advertencia en el calentamiento preventivo de Cables para evitarlos. Con la ayuda de transformadores especiales en el sistema anular, se crean corrientes de contorno adicionales que permiten cables de calefacción y prevenir la educación en hielo. No es necesario que la energía no se requiera aquí, como en el caso del uso. de DC, y así garantiza un funcionamiento ininterrumpido de la red. Alexey Grunev

Hablar a través de la tierra

El artículo "En el camino a Myelofon" ("PM" No. 8 "2015), como ejemplo del uso del uso de FERRIMAGNETS, su uso se administra para intercambiar datos con electrónica de perforación" Shells ". Vale la pena citar eso Estamos hablando de los llamados sistemas de telemetría destinados a recopilar datos de la profundidad al conducir y transmitir información a la superficie, por ejemplo, para controlar el cabezal de perforación, así como para una decisión rápida para cambiar el modo de perforación. Ferrimagnetics realmente puede encontrar Solicitud, pero si logra seleccionar una señal beneficiosa contra el fondo de un nivel de ruido muy alto. Pero en modernos Teleysystems, la tasa de transferencia de datos en el canal de comunicación hidráulica basada en una onda armónica puede alcanzar hasta 10 bits / s, aunque A menudo se limita a 4 bits para ahorrar baterías. junto con canales de comunicación inalámbrica, como hidráulicos, aplicados y cableados, y electromagnéticos, y acústicos, aunque tienen una serie de restricciones. Kirill Trukhanov

El rey no es real!

La cubierta "PM" No. 9 "2015 muestra un portaaviones y el portaaviones T-50, pero en el artículo" Tsar-buque atómico "en la foto, firmado por Pak Fa, F-22 Raptor. Estos son realmente similares En un ángulo de la nariz, sin embargo, hay un detalle esencial que le permite distinguir fácilmente y rápidamente entre estas dos aeronaves. Los motores F-22 están ubicados en paralelo entre sí y en a corta distanciaMientras que los motores T-50 están bajo un ángulo significativo en relación entre sí, y la punta de la cola se coloca entre ellos: la cola del haz, donde se coloca el paracaídas del freno. Evgeny Kunashov

PM: Pedimos disculpas a todos nuestros lectores por un error técnico, lo que llevó a la colocación de ilustración impropia.

Los lazos familiares

En el artículo "Dónde prisa al caballero" ("PM" número 8 "2015), se dice que la tecnología consiguió el transportista de las tradiciones inglesas del" alemán alemán BMW ". BMW realmente se convirtió en la empresa matriz Rolls-Royce , pero llámolelo a los padres, no en absoluto. Correctamente. Gennady Dreiger

PM: Hasta 1998, Rolls-Royce Motors pertenecía a la preocupación de Vickers. En 1998, la preocupación fue vendida por VW, excepto el derecho a utilizar la marca Rolls-Royce. La marca fue transferida a BMW, donde desarrollaron autos nuevos y construyeron una nueva planta. Por lo tanto, BMW es el padre, desde el cual Rolls-Royce consiguió un motor, electrónica y partes colgantes de la séptima serie.

La invención se refiere a la ingeniería eléctrica, en particular a los dispositivos que impiden la formación de hielo en los cables de las líneas eléctricas de voltaje de aire (LP) sin apagar a los consumidores. El resultado técnico radica en la simplicidad y la eficiencia del dispositivo declarado, y, si es posible, la eliminación de las formaciones de hielo existentes sin apagar a los consumidores y sin complicación de la línea eléctrica, es decir. Sin agregar cables duplicados o derivados. El dispositivo incluye una fuente de alimentación externa con respecto a la fuente de alimentación, hecha con la posibilidad de conectarse a los cables conductores del LEP, mientras que la fuente actual se realiza en forma de un generador de alta frecuencia, realizado con la posibilidad de proporcionar el Potencia calculada por la fórmula P G \u003d Q · A · ΔT, donde Q es el coeficiente de transferencia de calor de la capa caliente superior del aire, y el área de superficie de los cables, ΔT es la temperatura de calentamiento del cable en relación con la temperatura ambiente; En este caso, la salida del generador está conectada a la entrada. dispositivo coincidente Tipo capacitivo configurado para que coincida con la resistencia de salida del generador de alta frecuencia con la resistencia de potencia de la fuente de alimentación y que tiene el número de salidas correspondientes a la cantidad de cables del LPP. 2 n.p. F-Lies, 7 yl.

La invención se refiere a la ingeniería eléctrica, en particular a los dispositivos que impiden la formación de hielo en los cables de las líneas eléctricas de voltaje de aire (LP) sin apagar a los consumidores.

La energía considera que la glaseadora de atajos como uno de los desastres más graves. Este fenómeno se caracteriza por la formación de un precipitado de hielo denso con la altura de las gotitas de lluvia, Seosi o Niebla intercogalizados predominantemente a temperaturas de 0 a -5 ° C en los cables del PP. El grosor del hielo en las líneas eléctricas de alto voltaje de aire puede alcanzar de 60-70 mm, ponderando significativamente los cables. Los cálculos simples muestran que, por ejemplo, la masa del cable de marca AC-185/43 con un diámetro de 19.6 mm. 1 km de largo con una masa de 846 kg aumenta con un grosor de hielo 20 mm por 3.7 veces, con un espesor. de 40 mm - 9 veces, con un espesor de 60 mm - 17 veces. Al mismo tiempo, la masa total de las líneas eléctricas de 8 cables en 1 km de largo aumenta, respectivamente, hasta 25, 60 y 115 toneladas, lo que lleva a la rotura de los cables y la rotura de los soportes del portador.

Tales accidentes traen un daño económico significativo, suspendiendo la fuente de alimentación de empresas y edificios residenciales. Para eliminar las consecuencias de tales accidentes se realizan al menos tiempo considerable y se gastan grandes medios. Tales accidentes ocurren anualmente en muchos países de la banda norte y media. Solo en Rusia, los grandes accidentes debidos al ICE durante el período de 1971 a 2001 se produjeron repetidamente en 44 sistemas de energía (ver diagnóstico, reconstrucción y operación de líneas eléctricas en las salidas. / I.I.Levchenko, A.S. Zasyptkin, AA Allyluev, Ei Satsuk. - METRO.: Editorial Mei, 2007). Solo un accidente en las redes eléctricas de Sochi en diciembre de 2001 llevó al daño de 2,5 mil km de líneas eléctricas con un voltaje a 220 kV y el cese de la fuente de alimentación de un área enorme (ver).

Se conocen numerosas formas de combatir este fenómeno, según los efectos mecánicos o térmicos en la corteza de hielo. En este caso, se da preferencia. varias maneras La fusión de hielo, ya que las instalaciones de impacto mecánico a menudo se pueden aplicar en áreas de montaña y arboledas de difícil acceso. La corriente de fusión es la forma más común de lidiar con el hielo en los cables de las líneas eléctricas de alto voltaje. El hielo se derretirá debido al calentamiento de los cables portadores o auxiliares por una corriente permanente o alterna de 50 Hz a una temperatura de 100-130 ° C (ver, así como DYAKOV A.F., Zatpkin A., Levchenko I.I. Prevención y liquidación ACCIDENTS En redes eléctricas. - Pyatigorsk, desde el RP "Yuzhenergotehnadzor", 2000 y Rudakov RM, Vavilova IV, Golubkov, es decir, luchando contra la familia en las empresas de redes eléctricas. - UFA, Universidad Técnica de Aviación del Estado de UFA, 1995).

Existe un método para eliminar el hielo cuando se pasa la corriente de cortocircuito en los cables de la fase dividida de la línea eléctrica (consulte a.s. n. ° 587547). Una corriente de cortocircuito es un modo de emergencia para la línea de energía y, con un alto grado de probabilidad, puede provocar un recocido de cables con una pérdida irreversible de resistencia posterior, lo que es inaceptable. El problema se agrava por la corriente de transmisión de una sola vez del cortocircuito puede no ser suficiente para eliminar completamente el hielo, y los cortocircuitos tendrán que repetirse repetidamente que aún más entrarán en vigencia de las consecuencias.

Considere los cimientos teóricos del método de combatir un orificio, seguido de un cortocircuito de los cables.

Deje que la corriente requerida de la corriente de saltos de hielo debido al calentamiento del cable en el que está con la intención, es i pl. Luego, cuando se teje la corriente constante, la tensión de alimentación requerida

donde R PR es la resistencia activa de los cables, y al tejer la corriente alterna de la red

donde X PR \u003d 2πFL PR \u003d 314L PR es la resistencia reactiva debido a la inductancia de los cables l pr a la frecuencia F \u003d 50 Hz. Para la relación de estas dos tensiones con las mismas corrientes de fusión de acuerdo con (1) y (2) obtenemos

Dado que el valor de la U en las líneas de una longitud y sección considerable debido a la inductancia relativamente grande de los cables puede alcanzar los 5-10, es económicamente más rentable producir una corriente constante, en la que la tensión de la fuente de alimentación y, en consecuencia, Su potencia de acuerdo con (3) disminuye 5-10 veces en comparación con la fuente de corriente alterna. Es cierto, se requiere el uso de plantas de rectificación de alto voltaje potentes especiales. Por lo tanto, generalmente tejer al alternar la corriente se usa en líneas de alto voltaje con un voltaje de 110 kV y por debajo, y constante, por encima de 110 kV. Como ejemplo, indicamos que la corriente de fusión a un voltaje de 110 kV puede alcanzar 1000 A, la potencia requerida es de 190 millones de voltios, temperatura de fusión de 130 ° C (ver y).

Por lo tanto, la gota de hielo es un evento bastante complicado, peligroso y costoso con la desconexión cuando se sostiene a todos los consumidores. Además, limpiando los cables del hielo, con las condiciones climáticas no modificadas, vuelven a convertir el hielo, y debemos envolvernos una y otra vez.

A veces, el calentamiento de los cables se combina con la exposición mecánica. Por ejemplo, por ejemplo, en la patente de la Federación Rusa No. 2666826, un método para eliminar el hielo de los cables de la red de contacto y las líneas eléctricas, que consiste en el hecho de que los pulsos de corriente o corriente alternos se transmiten con una frecuencia cercana a Resonancia mecánica, y amplitud suficiente para superar las fuerzas externas y domésticas. La fricción, con el cambio en la corriente variable transmitida, puede ser estrictamente periódica, para tener una frecuencia de balanceo, variar según la legislación armónica, para tener la forma de los paquetes de pulso con especificados Cambios de frecuencia, amplitud y cambios de servicio. Los parámetros del cable dual o múltiple de la red de contacto y las líneas de transmisión de energía de la corriente eléctrica se eligen para llevar los cables al movimiento oscilatorio. Como usted sabe, los conductores con flujo de corriente unidireccional se sienten atraídos. Al mismo tiempo, cuando los cables están deteriorados, se acumula la energía potencial en forma de deformación elástica. Por lo tanto, resulta un sistema oscilatorio, que, con la selección correspondiente de frecuencia, amplitud y pulsos de pulsos de pulsos, puede comenzar a fluctuar y entrar en la resonancia. La aceleración de la eliminación del hielo se logra debido al hecho de que el calentamiento de los cables irá acompañado de golpes mecánicos de remolinos. Se logra una disminución en los costos de electricidad debido a una reducción significativa en el tiempo de remoción de hielo de los cables y reducir la magnitud de las corrientes transmitidas. Mejorar la seguridad se logra excluyendo los modos de cortocircuito. Reducir la influencia en la línea de comunicación, prevenir las fallas del equipo radio-electrónico, también se produce debido a la falla de los modos de cortocircuito. Este método es muy difícil en la implementación, y además, como en otros métodos considerados, es necesario desactivar los consumidores durante el período del procedimiento de descongelación.

El dispositivo más cercano al reclamado es la solución técnica descrita en la patente de la Federación Rusa No. 2316866. El prototipo se caracteriza por el hecho de que el dispositivo consta de dos grupos de alambres aislados, que de un extremo están interconectados y con la parte posterior de la línea de aire, y desde el otro extremo, el primer grupo del cable está conectado al cable. de la sección anterior de la aerolínea, y entre los grupos de alambres primero y segundo incluía una fuente de voltaje independiente.

El dispositivo prototipo para evitar la formación de hielo en la línea de aire se muestra en la FIG. 1 y consiste en los primeros 1 y segundo 2 grupos de alambres aislados, que de un extremo están interconectados y con una sección posterior del LPP 3, y de El otro - el primer grupo. El cable está conectado al cable de la sección anterior del LPP 4, y entre el primero 1 y el segundo 2 grupos del cable conectan la fuente de voltaje independiente 5.

La línea principal de la línea pasa de los cables de la sección anterior del LEP 4 en el primer grupo del cable 1 y luego en el cable de la siguiente sección del LEP 3. desde una fuente independiente 5, el voltaje entre el Primer grupo del cable 1 y se aplica el segundo grupo del cable 2.

A partir de los cálculos teóricos dado por los autores del prototipo, se deduce que para prevenir la formación de hielo, por ejemplo, en un cable de 95/16, la temperatura del cable en relación con el entorno debe ser de 5 ° C en Velocidad del viento 3 m / s. En este caso, se deben asignar 36 kW / 10 km en el cable. En la corriente nominal de este cable, las pérdidas activas a una longitud de 10 km son 28 kW / 10 km. Por lo tanto, el poder de una fuente de voltaje independiente 5 debe ser de 8 kW / 10 km. Si falta la línea de carga, entonces la potencia de una fuente independiente 5 debe tener 36 kW / 10 km.

Si el segundo cable del cable es un cable de acero aislado con un diámetro de 4,5 mm, luego con la alimentación de la pérdida de este cable, componente de 36 kW / 10 km, la tensión de una fuente independiente 5 será de 2.1 kV y corriente. 17 A. Con un segundo grupo aislado de alambre hecho de aluminio, con el poder de la pérdida de 36 kW / 10 km, el voltaje de una fuente independiente será de 0.8 kV y la corriente 45 A.

Una fuente de voltaje independiente puede ser un transformador de voltaje que se alimenta de una red de 0,38 kV con un aislamiento de 63 kV con respecto a la Tierra para una subestación de 110 kV, o el transformador alejado de la subestación se alimenta directamente de 110 kV aerolíneas.

La característica más atractiva de esta solución es la posibilidad de usarlo sin desconectar a los consumidores. Sin embargo, la desventaja de este método es la complicación del diseño de todo el LPP debido a la creación de los grupos de cables "derivados" que conforman la carga durante el período de descongelación del cable principal.

La tarea cuya invención reivindicada está dirigida es desarrollar un dispositivo bastante simple y económico para prevenir la formación de hielo en la fuente de alimentación de alto voltaje de aire y, si es posible, eliminando las formaciones de hielo existentes sin apagar a los consumidores y sin complicación de la línea eléctrica, es decir Sin agregar cables duplicados o derivados. Al mismo tiempo, es deseable lograr tales resultados para que dicho dispositivo se base en un nuevo, más método efectivo. Como prototipo del método, tiene sentido indicar una solución en la que se usa el calentamiento del cable utilizando una fuente de corriente externa sin apagar a los consumidores.

El resultado técnico en el sentido del método se logra debido al hecho de que se desarrolla un método mejorado para calentar los alambres de al menos dos cables al suministrar voltajes de alta frecuencia en ellos, cuya característica distintiva es el uso de la piel. Efecto y efecto de la onda corriente para calentar los cables. Al mismo tiempo, el método de la invención proporciona las siguientes operaciones:

Se desempeña entre dos cables de líneas eléctricas, el voltaje de alta frecuencia en el rango de 50-500 MHz con una potencia de P \u003d Q · A · ΔT, donde Q es el coeficiente de transferencia de calor de la capa de aire superior superior y la superficie. El área de los cables, ΔT es la temperatura de calentamiento del cable en relación con el entorno de la temperatura.

El resultado técnico con respecto al dispositivo se logra debido al hecho de que el dispositivo declarado incluye un generador de alta frecuencia con una potencia calculada por la fórmula: P G \u003d Q · A · ΔT,

donde P es el coeficiente de transferencia de calor de la capa caliente superior del aire del aire, y el área de superficie de los cables, Δt es la temperatura de calentamiento del cable con respecto a la temperatura ambiente, mientras que la salida del generador está conectada a La entrada del dispositivo de tipo capacitivo coincidente, configurado con la capacidad de coincidir con la resistencia de salida del generador de alta frecuencia con entrada la resistencia del marco de energía y que tiene el número de salidas correspondientes al número de cables de las líneas de alimentación.

Para una mejor comprensión del ser de la invención reivindicada, su justificación teórica se proporciona con referencia a los materiales gráficos correspondientes.

Figura 1. Dispositivo prototipo.

Figura 2. Línea eléctrica: 2.1) Cortocircuito en línea, 2.2) Diagrama equivalente a corriente constante, 2.3) Circuito equivalente con corriente alterna con una frecuencia de 50 Hz.

Figura 3. Distribución actual sobre la sección transversal del conductor: 3.1) a la corriente constante y la baja frecuencia; 3.1) A alta frecuencia.

Figura 4. Línea de dos cables: 4.1) apariencia, 4.2) Programa de la amplitud de la tensión en una onda corriente, 4.3) con una onda correcta y reflejada.

5. Diagrama de conexión del generador de alta frecuencia a la línea eléctrica.

6. Gráficos de dependencia: 6.1) de la capa superficial de penetración de corriente en el conductor, 6.2) de la resistividad relativa de los cables dependiendo de la frecuencia: 601 - acero, 602 - aluminio, 603 - cobre.

Fig.7. La dependencia del coeficiente de transformación de la energía electromagnética de la onda corriente en térmica de la longitud de la línea.

Como usted sabe, el término "efecto de la piel" proviene de la palabra inglesa "piel", es decir, "cuero"; Al mismo tiempo, en la ingeniería eléctrica, se entiende que bajo ciertas circunstancias, la corriente eléctrica se concentra en la "piel" del conductor (ver ru.wikipedia.org/wiki/skin-effect). Se encontró que en un conductor homogéneo, corriente alterna, en contraste con la constante, no se distribuye uniformemente por la sección transversal del conductor, y se concentra en su superficie, ocupando una capa muy delgada (consulte la Figura 3), el grosor de los cuales a la frecuencia del AC f\u003e 10 kHz determinado por la fórmula

donde σ (ohm mm 2 / m) es una resistencia eléctrica específica en una corriente constante; μ o \u003d 1,257 · 10 6 (en · s / a · m) - constante magnética; μ - Permeabilidad magnética relativa (para un material no magnético μ \u003d 1) F - frecuencia en MHz.

Las gráficas de la función δ (F) de acuerdo con (4) para tres materiales (acero - 601, aluminio - 602 y cobre - 603) se muestran en la FIG.6.1. El adelgazamiento de la capa en el que fluye la corriente alterna, conlleva un aumento en la resistencia del conductor con un radio R (mm), determinado por (R / 2Δ)\u003e 10 por la fórmula

donde R o \u003d σ / πr 2 es la resistencia del mismo conductor con una longitud de 1 M DC.

Los gráficos de la función R f (F) // ro en R \u003d 10 mm, que muestran cómo la resistencia del conductor aumenta con una frecuencia para tres materiales (acero - 601, aluminio - 602 y cobre - 603), que se muestra en la FIG. 6.2 . De estos, por ejemplo, se deduce que a una frecuencia de 100 MHz y por encima de la resistencia de los alambres de aluminio aumenta en 600 o más veces.

En cuanto al efecto de la "onda electromagnética en ejecución", entonces, como usted sabe (ver, por ejemplo, IZOB.NAROD.RN / P0007.HTML), hay dos formas principales de propagación de las ondas electromagnéticas: en el espacio libre cuando La radiación de la antena y con la ayuda de guías de onda y alimentador o las llamadas líneas largas, coaxiales, rayas y de dos cables, (consulte Kaganov V.I. Oscilaciones y ondas en la naturaleza y la tecnología. Curso computarizado. - Mágoruros: Línea caliente - Telecom, 2008). En el segundo caso, la onda electromagnética, como si estuviera en los rieles, se desliza a lo largo de la línea. Dado que los dos cables de las líneas eléctricas se pueden considerar como una línea de dos cables (Fig. 4.1), nos detendremos en su análisis. La línea en sí se caracteriza por tres parámetros básicos: la resistencia a las ondas de ρ, la atenuación de β y la fase constante β. Resistencia a las olas Línea de dos cables estirada en el aire.

donde A es la distancia entre los centros de los cables, R es el radio del cable (ver Fig. 4.1) Atenuación constante

donde R f es la resistencia de un cable a alta frecuencia, determinado de acuerdo con (5).

La fase constante β \u003d 2π / λ, (1 / m), donde λ (m) es la longitud de onda que se propaga en la línea.

En el cable, como otras líneas de alimentación, son posibles dos modos principales de operación: solo con una onda de funcionamiento en una dirección y con dos ondas que funcionan y se reflejan desde el extremo u obstáculos en la línea. Supongamos que la línea es infinitamente larga. Luego, solo hay un modo de onda en funcionamiento, el voltaje de los cuales depende del tiempo T y de la distancia X del generador (Fig. 4.2):

donde U 0 es la amplitud del voltaje en la entrada de la línea a la que se conecta el generador con la frecuencia F.

De acuerdo con (8), la amplitud de la onda de funcionamiento que se propaga a lo largo de la línea se reduce por la ley exponencial (Fig. 6 y 7). En consecuencia, el poder de la onda electromagnética en ejecución a una distancia L del generador será:

donde p g \u003d (u 0)) 2/2 - la potencia de la onda al principio de la línea igual a la potencia de salida del generador de alta frecuencia.

La diferencia entre la potencia de la onda de funcionamiento al principio de la línea y a una distancia L determinará el calentamiento de calor de la línea a lo largo de la cual se distribuye la onda

El coeficiente de transformación de la energía electromagnética de la onda de viaje W en la línea térmica en la línea L (M) en vista (10) será:

Las gráficas de la función η (l) a tres valores de la atenuación permanente α (1/1 km) se construyen en la FIG. 7. De ello se deduce que cuanto mayor sea la resistencia de los cables de la línea RF, determinada por (5), y, en consecuencia, la atenuación constante α, determinada (7), la mayor parte de la energía del campo electromagnético de la onda corriente a lo largo del La línea se convierte en calor. Es este efecto de la conversión de la energía electromagnética en un térmico, funcionando en el calentamiento de cables a una frecuencia alta de la señal, y se basa en el método propuesto para prevenir hielo en las líneas eléctricas.

En el caso de dimensiones limitadas de una línea o un obstáculo de alta frecuencia, como un contenedor, además del incidente, la onda reflejada, cuya energía también se transformará en calor a medida que se propaga del obstáculo al generador. . La amplitud cambia a lo largo de la línea de ambas ondas, cayendo y reflejada, mostrada en la FIG. 4.3.

Para calcular el retorno térmico, definimos en un ejemplo específico, qué potencia

Se requerirá p g de un generador de alta frecuencia F Frecuencia F conectada a la línea eléctrica para calentar dos cables en los grados ΔT. Tenemos en cuenta las siguientes circunstancias. Primero, la capa superior delgada del cable debajo de la acción de una onda electromagnética se calienta casi instantáneamente con un alto valor de la liberación de calor volumétrica. En segundo lugar, se gasta calurosamente en el calentamiento de todo el alambre (O M) y el alambre de aire circundante por convección (Q B) (ver Fig. 3.2).

Tomaremos los siguientes datos de la fuente: Material de alambre: aluminio con un diámetro de 10 mm, sección transversal S \u003d 78.5 mm 2, longitud L \u003d 5000 m, DIENS P \u003d 2710 kg / m 3, resistividad en una corriente constante σ \u003d 0.027 Ohm · mm 2 / m, la capacidad de calor específica C \u003d 896 J / kg · K, el coeficiente de transferencia de calor de la capa superior superior del aire del aire Q \u003d 5 W / M · K.

Masa de dos cables:

La superficie de dos cables:

La cantidad de calor requerido para calentar los dos cables a Δт \u003d 13 ° С:

La transferencia de calor de dos cables al entorno cuando la diferencia de temperatura Δт \u003d 13 ° C:

donde T Tiempo en segundos.

Desde la última expresión, obtenemos para la potencia requerida del generador de alta frecuencia P D \u003d 20.4 kW, es decir, 2 W Potencia de Oscilaciones de alta frecuencia por 1 m Los cables con liberación volumétrica de calor en la capa superior del cable 8 MW / M 3. En el camino, observamos que con el mismo tipo de cable para liberarlo de ICE al fundir con un ciclo de hasta 40 minutos, la potencia es de 100 V · a 1 metro (ver y).

Equientando expresiones para la energía, encontraremos la cantidad de tiempo para establecer un modo de advertencia estacionario de alambres:

Para verificar las disposiciones teóricas expresadas anteriormente y la evidencia de la aplicabilidad industrial del método propuesto y el dispositivo, se realizó un experimento de laboratorio.

A partir de cálculos preliminares, se concluyó que los poderosos transmisores de radio de la transmisión de VHF se pueden usar como un generador de señales de alta frecuencia, que opera en el rango de frecuencia de 87.5 ... 108 MHz, cambiando solo el dispositivo para la negociación con la carga y la conexión. a la línea eléctrica de acuerdo con el circuito FIG. .FIVE.

En la versión experimental, un generador de 30 W 502 con una frecuencia de 100 MHz se conectó a través del dispositivo correspondiente 501 a una línea de dos cables de 50 m de largo, abierta al final, con cables con un diámetro de 0,4 mm y una distancia entre ellos en 5 mm. Resistencia a las ondas de tal línea según (6):

Bajo la acción de una onda electromagnética en funcionamiento, la temperatura de calentamiento de la línea de dos cables fue de 50-60 ° C con la temperatura del aire circundante de 20ºC. Los resultados del experimento con precisión satisfactoria coincidieron con los resultados del cálculo, hechos de acuerdo con las expresiones matemáticas anteriores.

Al mismo tiempo, se formularon las siguientes conclusiones:

El método inventivo de calentar las líneas eléctricas Propagando una onda electromagnética, la energía cuya energía aumenta a calor a calor, le permite calentar los cables en 10-20 ° C, lo que debe prevenir la formación de hielo;

El más apropiado es usar el método propuesto y el dispositivo para evitar la formación de hielo en los cables, ya que eliminará los "abrigos de piel" de hielo ya formados, un consumo de energía significativamente grande y un procedimiento más largo;

En comparación con el método aplicado actualmente de fundición del hielo, el método de la invención tiene una serie de ventajas, en particular, dado el hecho de que el método se implementa sin desconectar a los consumidores, es posible con fines profilácticos para calentar la línea antes de la formación de un sedimento de hielo denso en los cables, lo que le permite calentarlos hasta 10-20 ° C, y no a una temperatura de 100-130 ° C necesaria para el hielo de hielo;

Ascendiendo como una ascendencia de la frecuencia de CA aumenta la resistencia de los cables (en el ejemplo a una frecuencia de 100 MHz, la resistencia en comparación con la frecuencia de 50 Hz aumenta en tres órdenes de magnitud) le permite obtener un alto coeficiente de electricidad. Conversión de energía a térmica y, por lo tanto, reduciendo así la potencia del generador.

1. El método de combatir el orificio leído en las líneas eléctricas, que consiste en el hecho de que sin apagar a los consumidores, los cables conductores, caracterizados en la fuente externa de la corriente, difieren de la fuente externa, que se suministra entre Dos cables de la línea eléctrica, voltaje de alta frecuencia en el rango de 50-500 MHz la potencia R R \u003d Q · A · ΔT, donde P es el coeficiente de transferencia de calor de la capa caliente superior del cable de aire y la superficie El área de los cables, ΔT es la temperatura de calentamiento del cable con respecto a la temperatura ambiente.

2. Un dispositivo para tratar con hielo, que incluye una fuente de corriente externa con respecto a la fuente de alimentación, realizada con la posibilidad de conectarse a los cables conductores de la LAM, caracterizado porque fuente externa La corriente se realiza en forma de un generador de alta frecuencia, realizado con la posibilidad de proporcionar la potencia calculada utilizando la fórmula P \u003d Q · A · ΔT, donde P es el coeficiente de transferencia de calor de la capa superior superior del aire de el aire, y la superficie de los cables, Δt, la temperatura de calentamiento del cable en relación con el entorno de la temperatura; En este caso, la salida del generador está conectada a la entrada del dispositivo correspondiente del tipo capacitivo, realizado con la capacidad de coincidir con la resistencia de salida del generador de alta frecuencia con la resistencia de la fuente de alimentación de la fuente de alimentación y tener el número de las salidas correspondientes al número de líneas de transmisión de energía.

La invención se refiere a la ingeniería eléctrica, en particular a los dispositivos que impiden la formación de hielo en los cables de las líneas eléctricas de alto voltaje de aire sin apagar a los consumidores.

Doctor en Ciencias Técnicas V. Kaganov, Profesor Miera.

Durante los últimos quince años, el hielo en líneas de alto voltaje comenzó a ocurrir cada vez más. Con una leve escarcha, en un invierno suave, hay gotas de niebla o lluvia en los cables, cubriéndolos con un "abrigo de piel" de hielo denso que pesa unas cuantas toneladas en la longitud de un kilómetro. Como resultado, los cables están rasgados, y los soportes de las líneas eléctricas se rompen. Los accidentes frecuentes en el LEP están asociados, aparentemente con el calentamiento general del clima y requerirá mucha fuerza y \u200b\u200bmedios para prevenirlos. Es necesario prepararse para ellos con anticipación, pero el método tradicional de fusión de hielo en los cables es incómodo, incómodo, caminos y peligrosos. Por lo tanto, en el Instituto de Moscú de Radio Electrónica y Automatización (MIREA) desarrollada nueva tecnología No solo la destrucción del ya hambriento hielo, sino que lo permite al delante para evitar su educación.

Ciencia y vida // Ilustración

los calcetines de hielo en los cables, los aisladores y las estructuras de cojinetes a veces alcanzan un tamaño y masa significativos.

Las capas multi-botón de hielo en los cables se rompen incluso los soportes de acero y concreto reforzado.

Un generador experimental a 100 MHz con una capacidad de 30 W recogida en MIAA.

Holly - desastre para líneas eléctricas

Según Daly, Hollyhold tiene un nombre diferente: un ebeller o un combustible. Holly, es decir, una corteza de hielo densa se forma con la intención de las gotitas calentadas, las heladas o la niebla a temperaturas de 0 a -5 ° C en la superficie de la tierra y varios elementos, incluidos los cables de líneas eléctricas de alto voltaje. El grosor del hielo en ellos puede alcanzar de 60-70 mm, ponderando significativamente los cables. Los cálculos simples muestran que, por ejemplo, el cable de marca AC-185/43 con un diámetro de 19.6 mm kilómetro tiene una masa de 846 kg; Con un espesor de hielo 20 mm, aumenta en 3.7 veces, con un espesor de 40 mm - 9 veces, con un espesor de 60 mm - 17 veces. Al mismo tiempo, la masa total de las líneas eléctricas de ocho cables de longitud del kilómetro aumenta, respectivamente, hasta 25, 60 y 115 toneladas, lo que conduce al acantilado de los cables y la rotura de los soportes de metal.

Tales accidentes traen un daño económico significativo a su eliminación, se tardan varios días y se gastan grandes fondos. Por lo tanto, de acuerdo con los materiales de la firma "OGRES", los principales accidentes debidos al hielo durante el período de 1971 a 2001, muchas veces ocurrieron en 44 sistemas energéticos de Rusia. Solo un accidente en las redes eléctricas de Sochi en diciembre de 2001 llevó a daños a 2,5 mil km de líneas eléctricas con un voltaje a 220 kV y el cese de la fuente de alimentación de un área enorme. Muchos accidentes de origen de Holling fueron y el invierno pasado.

Líneas eléctricas de holly de alto voltaje en el Cáucaso (incluyendo en el área de Winter Sochi Olimpiad en 2014), en Bashkiria, en Kamchatka, en otras regiones de Rusia y otros países en 2014. Es una forma muy cara y extremadamente incómoda de lidiar con este desastre.

Derretimiento de descarga eléctrica

Corteza de hielo en líneas de alto voltaje Elimine, calentando el cable con una corriente permanente o alterna de 50 Hz a una temperatura de 100-130 ° C. Hágalo la forma más fácil, cerrada por gira dos cables (mientras que la red tiene que desactivar todos los consumidores). Supongamos que para la interpretación efectiva de la corteza de hielo en los cables, la corriente i pl. Luego, cuando se teje la corriente constante, la tensión de la fuente de alimentación

U 0 \u003d i pl r

donde R es la resistencia activa de los cables, y la corriente alterna de la red -

donde X PR \u003d 2FL es la impedancia reactiva a una frecuencia F \u003d 50 Hz, debido a la inductancia de los cables L.

En la línea de considerable longitud y sección debido a una inductancia relativamente grande, el voltaje de la fuente de CA a una frecuencia F \u003d 50 Hz, y, en consecuencia, su potencia debe ser de 5 a 10 veces más en comparación con la fuente de la corriente continua de la misma fuerza. Por lo tanto, es económicamente beneficioso fundir la corriente constante, aunque esto requiere poderosos rectificadores de alto voltaje. La corriente alterna se usa generalmente en líneas de alto voltaje con un voltaje de 110 kV y por debajo, y la constante está por encima de 110 kV. Como ejemplo, indicamos que a un voltaje de 110 kV, la corriente alcanzará 1000 A, la potencia requerida es de 190 millones de v · a, la temperatura del cable de 130 ° C.

Por lo tanto, la corriente de hielo de hielo es un evento bastante incómodo, complejo, peligroso y caro. Además, los cables purificados en las condiciones climáticas supervivientes vuelven a girar el hielo, lo que se requiere para fundirse y nuevamente.

Antes de establecer la esencia del método de lucha contra el acebo en los cables de las líneas eléctricas de alto voltaje, nos centraremos en dos fenómenos físicos, la primera de la cual se asocia con el efecto de la piel, la segunda, con una onda electromagnética en funcionamiento.

Efecto de la piel y ondas corrientes.

El nombre del efecto proviene de la palabra inglesa "piel" - cuero. El efecto de la piel es que las corrientes de alta frecuencia, en contraste con DC, no se distribuyen de manera uniforme por la sección transversal del conductor, y se concentran en una capa muy delgada de su superficie, cuyo grosor a una frecuencia F\u003e 10 kHz ya está Una fracción de un milímetro y resistencia alambre, aumenta cientos de veces.

Las oscilaciones electromagnéticas de alta frecuencia pueden propagarse en el espacio libre (con emisión de antena) y en guías de onda, por ejemplo, en las llamadas líneas largas, a lo largo de las cuales la onda electromagnética se desliza, como si estuvieran en los rieles. Tal larga línea puede ser un par de líneas eléctricas. Cuanto mayor sea la resistencia del cable de la línea, mayor será la energía del campo electromagnético que se ejecuta a lo largo de la línea de onda se convierte en calor. Es este efecto que se basa en una nueva forma de evitar hielo en las líneas eléctricas.

En el caso de dimensiones limitadas de una línea o un obstáculo de alta frecuencia, como un contenedor, además del incidente, la onda reflejada también se distribuirá, cuya energía también se transformará en calor a medida que se propaga de la Obstáculo al generador.

Los cálculos muestran que para proteger contra la longitud de la vuelta de hielo de aproximadamente 10 km, necesita un generador de alta frecuencia con una potencia de 20 kW, es decir, la cantidad de energía para el medidor de potencia del cable. El modo de calefacción estacionario de cables se produce después de 20 minutos. Y con el mismo tipo de cable, se requiere que el uso de la corriente continua sea 100 W por metro con una salida al modo en 40 minutos.

Las corrientes de alta frecuencia generan potentes transmisores de radio de transmisión de VHF que operan en el rango de 87.5-108 MHz. Se pueden conectar a los cables de la LAM a través del dispositivo de coordinación con la carga de la línea eléctrica.

Para verificar la efectividad del método propuesto en MIAA, se realizó un experimento de laboratorio. Un generador de 30 W, una frecuencia de 100 MHz, conectada a una línea de dos cables de 50 m de largo, abierta al final, con cables con un diámetro de 0,4 mm y una distancia entre ellos 5 mm.

Bajo la acción de una onda electromagnética en funcionamiento, la temperatura de calentamiento de la línea de dos cables fue de 50-60 ° C a una temperatura del aire de 20ºC. Los resultados del experimento con precisión satisfactoria coincidieron con los resultados de los cálculos.

conclusiones

El método propuesto requiere, por supuesto, un verificación exhaustiva en condiciones reales de la red eléctrica actual con experimentos a gran escala, ya que el experimento de laboratorio solo permite dar la primera evaluación preliminar de una nueva forma de combatir Holly. Pero algunas conclusiones de todo lo que se han dicho aún se pueden hacer:

1. Calentar las líneas eléctricas de las corrientes de alta frecuencia evitarán la formación de hielo en los cables, ya que es posible calentarlos hasta 10-20 ° C, sin esperar la formación de hielo denso. La desconexión de la red eléctrica de los consumidores no tendrá que: la señal de alta frecuencia no los penetrará.

Enfatizamos: el método le permite evitar la apariencia de hielo en los cables, y no comenzar a lidiar con él después de que el hielo "abrigo de piel" los envuelve.

2. Dado que los cables se pueden calentar solo por 10-20 ° C, luego se comparan con la fusión que requiere el calentamiento de los cables a 100-130 ° C, el consumo de electricidad se reduce significativamente.

3. Dado que la resistencia de los cables de las corrientes de alta frecuencia en comparación con la industria industrial (50 Hz) aumenta considerablemente, el coeficiente de transformación de la energía eléctrica en térmica es excelente. Esto a su vez conduce a una disminución en la capacidad requerida. Al principio, debe limitarse a una frecuencia de aproximadamente 100 MHz generador con una capacidad de 20-30 kW, utilizando transmisores de radio de transmisión existentes.

Literatura

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