АНАЛІЗ КОЛИВАНЬ ПРОВОДІВ ПОВІТРЯНИХ ЛІНІЙ ЕЛЕКТРОПЕРЕДАВАННЯ ПІД ЧАС ПЛАВЛЕННЯ ОЖЕЛЕДІ ПОСТІЙНИМ СТРУМОМ

В. В. Кучанський; Є. О. Зайцев; О. М. Коваленко

doi:10.31649/1997-9266-2025-179-2-81-90

Автор(и)

В. В. Кучанський

Інститут електродинаміки Національної академіії наук України, Київ

Є. О. Зайцев

Інститут електродинаміки Національної академії наук України, Київ

О. М. Коваленко

Центр інформаційно-аналітичного та технічного забезпечення моніторингу об’єктів атомної енергетики Національної академії наук України, Київ

DOI https://doi.org/10.31649/1997-9266-2025-179-2-81-90

Ключові слова

ожеледоутворення повітряна лінія електропередавання плавлення льоду постійним струмом вібраційні характеристики

Анотація

Проаналізовано взаємозв’язок між струмом плавлення ожеледі, розподілом температури та вібрацією проводів повітряної лінії електропередавання, який ґрунтується на використанні методу послідовного зв’язку для отримання рівняння зв’язку між електричною та тепловою енергіями, що виділяється під час танення ожеледі на проводах постійним струмом. Зазвичай у випадку розрахунку режимів плавки ожеледі вирішується завдання вибору такого значення струму плавки, за якого в заданих метеорологічних умовах ожеледь буде видалена за заданий час. Для конкретної схеми плавки ожеледі такий струм залишається практично незмінним для всіх погодних умов, тому завжди є побоювання, що значення струму в цій схемі може виявитися недостатнім для успішної плавки ожеледі за умов певної несприятливої, але можливої товщини стінки ожеледі, швидкості вітру і температури навколишнього середовища. У статті на основі уточненої моделі плавки ожеледі розглянуто методику визначення дійсної області метеорологічних умов, за яких у разі заданого значення струму забезпечується успішна плавка ожеледі. Зазвичай у випадку розрахунку режимів плавки ожеледі вирішується завдання вибору такого значення струму плавки, за якому в заданих метеорологічних умовах ожеледиця буде розплавлена за заданий час. Така постановка задачі придатна для повітряних ліній, обладнаних спеціальними установками плавки ожеледі з регульованим значенням струму. за умови, що струм плавки ожеледі у всіх погодних умовах не перевищує допустимого значення. Для повітряних ліній, що не мають таких установок струм плавки ожеледі не регулюється, його значення доводиться вибирати з урахуванням низки обмежень (механічної міцності дротів, потужності джерел живлення, схеми живлення для плавлення ожеледі, довжини зони плавлення ожеледі тощо). Досвід експлуатації електричних мереж показує, що ожеледь-вітрові аварії на ПЛ належать до найтяжчих, можуть дезорганізувати електропостачання великих економічних районів регіонів України. Питання запобігання ожеледь-вітровим аваріям на ПЛ актуальне і для магістральних електричних мереж. Варто зазначити суттєву економічну шкоду від ожеледь-вітрових аварій на Західній електроенергетичній системі в осінньо-зимові періоди: 2004—2005, 2010—2011 та 2012—2013.

230 65

Як цитувати

[1]

«АНАЛІЗ КОЛИВАНЬ ПРОВОДІВ ПОВІТРЯНИХ ЛІНІЙ ЕЛЕКТРОПЕРЕДАВАННЯ ПІД ЧАС ПЛАВЛЕННЯ ОЖЕЛЕДІ ПОСТІЙНИМ СТРУМОМ», Вісник ВПІ, вип. 2, с. 81–90, Квіт 2025, doi: 10.31649/1997-9266-2025-179-2-81-90.

Завантажити посилання

Біографії авторів

автор В. В. Кучанський, афіліація Інститут електродинаміки Національної академіії наук України, Київ

канд. техн. наук, старший дослідник, завідувач відділу оптимізації систем електропостачання

автор Є. О. Зайцев, афіліація Інститут електродинаміки Національної академії наук України, Київ

д-р техн. наук, старший науковий співробітник, завідувач відділу теоретичної електротехніки та діагностики електротехнічного обладнання Інституту електродинаміки НАН України, провідний науковий співробітник Центру інформаційно-аналітичного та технічного забезпечення моніторингу об’єктів атомної енергетики НАН України, Київ

автор О. М. Коваленко, афіліація Центр інформаційно-аналітичного та технічного забезпечення моніторингу об’єктів атомної енергетики Національної академії наук України, Київ

молодший науковий співробітник відділу технологій захисту довкілля та радіаційної безпеки Центру інформаційно-аналітичного та технічного забезпечення моніторингу об’єктів атомної енергетики НАН України; аспірант кафедри публічного адміністрування Міжрегіональної Академії Управління персоналом, Київ

Посилання

Zou Chenqiao, Peng Ping, Liu Yonggang, and Xu Hao, “Analysis of the Influence of Remanence on the Performance of Current Transformer Caused by DC Ice Melting of Transmission Lines,” Journal of Physics: Conference Series, no. 2503 (1), 2023.

Wen Zuopeng, Lou Wenjuan, and Jiang Xiong, “Galloping stability of a 3-DOF conductor model considering inertial coupling and anti-galloping mechanism of inertial mass,” Journal of Vibration Engineering, no. 35 (4), pp. 1029-1036, 2022.

S. S Shovkoplyas, A. I. Kryukov, A. Y. Kutuzov, and E. I. Satsuk, “Operation of Current Protection for the Zero Sequence of Overhead Electric Power Transmission Lines Taking the Circuit for Ice Melting on its Lightning-Protection Cables into Account,” Power Technology and Engineering, no. 56 (2), 2023.

Wen Zuopeng, and Liang Hong-chao, “Optimization for galloping wind speed control of ultra-high-voltage iced conductors with large span using TTMD,” Journal of Vibration Engineering, no. 34 (5), pp. 934-942, 2021.

«Енергетики зафіксували рекордну ожеледь на дротах ЛЕП,» UA.NEWS, 15 Січня 2024, [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://ua.news/ua/ukraine/energetiki-zafiksuvali-rekordnu-ozheled-na-drotah-lep .

Louis M. Schellenberg, Thomas J. Newton, and Gary R., “Hunt On the rotation of melting ice disks, “ Journal Environmental Fluid Mechanics, no. 23 (2), 2023.

Zhu He, et al., “Dynamic response analysis of sub-conductor non-synchronous deicing during DC ice-melting of four-bundle conductor spacer system,” Journal of Vibration and Shock, no. 42 (1), pp. 282-291, 2023.

Zhu He, et al., “DC ice-melting operation of the ground wire based on the characteristic investigation of the thermal structure coupling effect,” Electric Power Systems Research, 218, 2023.

Zhu Gaojia, et al., “Finite formula temperature field calculation technology and its application in the analysis of permanent magnet motor,” [J] Proceedings of the CSEE, no. 37 (S1), pp. 152-161, 2017.

Yang Lei, et al., “Thermotactic habit of gas hydrate growth enables a fast transformation of melting ice,” Applied Energy, 331, 2023.

Wen Yi, et al., “Research on Risk Assessment and Suppression Measures for Ice-Shedding on 500 kV Compact Overhead Lines,” Energies, no. 15 (21), 2022.

Lou Wenjuan, et al., “Jump height of an iced transmission conductor considering joint action of ice-shedding and wind,” Cold Regions Science and Technology, 199, 2022.

Lou Wenjuan, Zhang Yuelong, and Huang Mingfeng, “Study on amplification factor of jump height of crescent-shaped iced transmission conductor following ice shedding under wind action,” Journal of Vibration and Shock, no. 41 (21), pp. 272-278, 2022.

Zhuang Wenbing, et al., “Estimation model of transmission line icing dynamic process based on micrometeorological monitoring,” Power System Protection and Control, no. 47 (14), pp. 87-94, 2019.

Meng Zhigao, “Study on DC ice melting process and model of optical fiber composite overhead ground line (OPGW),” Chongqing University, 2017.

Lu J, et al., “An Analysis of the Reliability of a New Dataset of Transmission Line Icing Thickness in Southern China,” Journal of Applied Meteorology and Climatology, no. 58 (2), 2019.

Jiazheng Lu, et al., “Low-Harmonic DC Ice-Melting Device Capable of Simultaneous Reactive Power Compensation,” Energies, no. 11, pp. 2-17, 2018.

Tang Rui, “Establishment of the dynamic model of de-icing of trans-mission line and its application in induced deicing,” Jiangsu: Nanjing University of Science and Technology, 2017.

Zhu He, Wang Gang, and Guo Xin, “Influences of ice crystal on aerodynamic characteristics of a 3D iced conductor,” Journal of Vibration and Shock, no. 40 (1), pp. 212-217, 2021.

Є. Зайцев, В. Кучанський, і І. Гунько, Підвищення експлуатаційної надійності та ефективності роботи електричних мереж та електроустаковання, моногр. Publishing House «European Scientific Platform», 2021, 156 р., [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://doi.org/10.36074/penereme-monograph.2021 .

O. Zaitsev and V. V. Kuchanskyy, “Corona discharge problem in extra high voltage transmission line,” in Systems Decision and Control in Energy II, Springer, pp. 3-30, 2021.

V. Kuchanskyy, and I. O. Zaitsev, “Corona Discharge Power Losses Measurement Systems in Extra High Voltage Transmissions Lines,” in 2020 IEEE 7th International Conference on Energy Smart Systems (ESS), 2020, pp. 48-53. https://doi.org/10.1109/ESS50319.2020.9160088 .

I. Zaitsev, A. Levytskyi, and V. Bereznychenko “Hybrid diagnostics systems for power generators faults: systems design principle and shaft run-out sensors,” in “Power systems research and operation: Selected problems,” Kyrylenko O., Zharkin A. and other, Eds., Springer, 2021, pp. 71-98. https://doi.org/10.1007/978-3-030-82926-1_4 .

Є. Зайцев, В. Березниченко, С. Закусило, і А. Антоненко, «SMART засоби визначення аварійних станів в розподільних електричних мережах міст,» Таврійський науковий вісник, серія: Технічні науки, № 5, с. 3-12, 2022. https://doi.org/10.32851/tnv-tech.2022.5.1 .

С. А. Закусило, і Є. О. Зайцев, «Використання технології LoRaWAN в системах інформаційного обміну засобів контролю та діагностування енергетичного обладнання,» Сучасні методи, інформаційне, програмне та технічне забезпечення систем керування організаційно-технічними та технологічними комплексами, матер. X Міжнародної науково-технічної Internet-конференції, 24 листопада 2023., Київ, Україна: НУХТ, 2023, с. 183. [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://nuft.edu.ua/naukova-diyalnist/naukovi-konferencii .