Использование емкостного отбора мощности от ЛЭП 110/220 кВ для питания малогабаритных устройств

В работе рассматриваются вопросы использования емкостного отбора мощности от ЛЭП 110/220 кВ для питания малогабаритных маломощных устройств. Проведен анализ используемых устройств питания информационно-измерительных систем мониторинга состояния ЛЭП. Рассмотрен вариант применения емкостного делителя напряжения в качестве источника питания для малогабаритных устройств.

Для поддержания надежной работы линий электропередач (ЛЭП) необходим постоянный мониторинг состояния оборудования ЛЭП, диагностика ненормальных режимов работы, одним из которых, например, является гололедные отложения. Всё чаще находят применение устройств контроля температуры провода, датчиков натяжения провода при контроле параметров гололедообразования. Помимо этого, сетевые организации внедряют информационно-измерительные системы мониторинга состояния ЛЭП, монтируемые на опорах ЛЭП, а также системы освещения для обозначения габаритов линии в ночное время.

Применение располагаемых на опорах воздушных линий 110/220 кВ информационно-измерительных систем мониторинга состояния ЛЭП, состоящих из датчиков измерения и устройств передачи данных, требует соблюдения бесперебойности питания данных установок. В соответствие с этим, устройства питания данных систем должны соблюдать следующие условия [1]:

1 Выходные значения напряжения и мощности энергозависимых устройств должны соответствовать значениям этих параметров на потребителе в большинстве режимов работы ЛЭП.

2. Обеспечивать нормативное качество выдаваемой электроэнергии.

3. Обладать по возможности простым конструктивным исполнением и иметь минимум затрат на его производство.

4. Обладать климатической и эксплуатационной стойкостью

5. Обеспечивать работоспособность информационно-измерительных систем мониторинга при возникновении аварийных режимов ЛЭП.

В качестве устройств питания мощностью до 150 Вт для питания информационно-измерительных систем мониторинга состояния ЛЭП в настоящее время используются аккумуляторы напряжением 12 В. Для поддержания их заряда применяются солнечные батареи. Как показывает эксплуатация, подобное решение имеет недостаточную надежность в зимний период времени из-за явлений обледенения и загрязнения фотоэлементов, что значительно снижает их эффективность, к тому же мощность солнечных батарей должна выбираться с запасом, а аккумуляторы должны соответствовать жестким требованиям, что требует, как дополнительных капитальных затрат, так и значительных эксплуатационных издержек на регулярное техническое обслуживание. Еще одним недостатком данного решения являются большие габариты (в следствие этого парусность) и относительно высокая стоимость, а также деградация фотоэлементов с течением времени [2].

В качестве альтернативы предлагается вариант использования емкостного отбора мощности от ЛЭП 110/220 кВ для питания малогабаритных устройств [3].

По своей сути емкостной отбор мощности осуществляется посредством емкостного делителя напряжения [4].

Предлагаемое техническое решение (рисунок 1) содержит последовательно соединённые конденсатор связи С1 и конденсатор отбора мощности С2, включенные между фазой ЛЭП 110/220 кВ и землей. Параллельно конденсатору отбора мощности подключается трансформатор Т1, так, что первичная обмотка трансформатора оказывается включенной между землей и узлом соединения конденсатора отбора мощности и конденсатора связи. Ко вторичной обмотке трансформатора подключается стабилизатор напряжения VD1 и нагрузка Z1. Нагрузка заземляется.

Рисунок 1. Схема электрическая принципиальная устройства для емкостного отбора мощности от ЛЭП 110/220 кВ

Подобное построение схемы емкостного отбора мощности позволяет получить стабильное значение напряжения на нагрузке при протекании любых, даже нулевых значений тока в фазных проводах ЛЭП.

В заключении хотелось бы отметить, что применение совместно с емкостным отбором фазного провода ЛЭП в качестве резервного источника питания суперконденсаторов, обладающих аномальной емкостью, в перспективе позволит решить задачу бесперебойности питания информационно-измерительных систем мониторинга состояния ЛЭП и иных малогабаритных устройств, монтируемых непосредственно на опорах ЛЭП.