ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЛАВКИ ГОЛОЛЕДА ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ 110 КВ ПОСТОЯННЫМ ТОКОМ

Abstract

Представлены результаты исследования в области силовой электроэнергетики с целью получения энергетических характеристик системы плавки гололеда на коротких линиях электропередачи в сложных климатических условиях. Гололедно-изморозевые отложения представляют собой большую опасность для стабильного энергоснабжения и нормальной эксплуатации воздушных линий электропередачи. Для предотвращения гололедно-ветровых аварий основным эффективным мероприятием является организация системы плавки гололеда на проводах и тросах воздушных линий с прогнозированием, ранним обнаружением и контролем образования гололеда. Методом компьютерного моделирования исследованы различные режимы работы воздушных линий электропередачи при подаче постоянного тока на одну фазу и регулировании фазового угла тиристорного выпрямителя. С учетом того, что преобразование энергии сопряжено с нарушением синусоидальности токов и напряжений, для оценки технического состояния ЛЭП использован логарифмический спектральный анализ. По результатам математической обработки спектральных данных устанавливаются повреждения в сети 110 кВ. Результаты моделирования показали, что оптимальное постоянное выпрямленное напряжение составляет 1600 В при максимальном токе плавки гололеда 244 А, что соответствует расчетным данным. Для фильтрации гармоник переменного тока фильтр реактора настраивается на максимальную частоту или полосу спектра 50-100 Гц. Реактор на выходе управляемого выпрямителя обеспечивает протекание постоянного тока плавки только по линиям электропередачи и фильтрацию пульсации переменной составляющей. Разработанная система плавки гололеда постоянным пульсирующим током обеспечивает необходимые параметры плавки, что повышает надежность электроснабжения линий 110 кВ. The paper presents the results of research in the field of power electrical engineering, aimed at obtaining the energy characteristics of an ice-melting system for short power transmission lines under severe climatic conditions. Ice and frost accumulation pose a serious threat to the reliability of power supply and the functioning of overhead power lines. To prevent ice and wind-related accidents, the main effective measure is to establish a system for melting ice on the wires and cables of overhead power lines, including forecasting, early detection, and monitoring of ice formation. Computer simulation was employed to examine various operating modes of overhead power lines when direct current was fed into one phase, with adjustments made to the phase angle of the thyristor rectifier. Considering that energy conversion is associated with a violation of the sinusoidal nature of currents and voltages, a logarithmic spectral analysis technique was employed to assess the technical condition of the transmission line. Based on the mathematical processing of spectral data, faults in the 110 kV network can be identified. The simulation results have demonstrated that the optimal rectified DC voltage is 1600 V at a maximum ice-melting current of 244 A, which is consistent with the calculated data. To filter AC harmonics, the reactor filter is tuned to the maximum frequency, corresponding to the spectral band of 50-100 Hz. The reactor at the output of the controlled rectifier ensures that the DC of the smelting process flows only through the power transmission lines and filters the pulsation of the AC component. The developed ice-melting system utilizing pulsating DC current provides the required melting parameters, thereby enhancing the reliability of power supply for 110 kV lines.