Электроэнергетика является особо ответственной и достаточно сложной наукоемкой отраслью. Она нуждается в постоянном поддержании работоспособности линий электропередачи и различных обслуживающих установок. Без эффективного и уверенного управления эксплуатацией и ремонтными работами функционирование энергетического хозяйства невозможно.
Эта задача требует сиюминутного владения актуальными сведениями о состоянии оборудования. Диагностика нуждается не только в техническом оснащении, но и в оперативной передаче информации между вовлеченными службами и специалистами. Достичь это возможно с помощью такого современного комплексного подхода как цифровизация.
Основная цель энергетики – подача потребителю электрического тока с заданным напряжением и с необходимой частотой. Поставки выполняются по высоковольтной линии (ВЛ) от генерирующей электростанции, для этого требуется следующее:
Чем более надежной является система из этих элементов, тем более устойчивым будет электроснабжение. Довершает функционирование цифровизация. Этим понятием обозначается весь спектр устройств, современных технологий и методик, которые призваны преобразовать управление сферой энергетики.
Установка датчиков или камер видеонаблюдения даже в большом количестве не имеет смысла без системы стандартов и протоколов. Их суть заключается в подчинении работы всех отдельных устройств единой цели – они подлежат управлению по принятым алгоритмам.
Ценность цифровизации в электроэнергетике состоит в следующем:
Обеспечить это можно только с помощью качественного улучшения систем дистанционного наблюдения, связи и управления.
Сегодня уже достаточно широко распространена практика задействования на местах различных средств удаленной работы с оборудованием. Для этого применяются измерительные и управляющее устройства. Монтируются они непосредственно на подстанциях, линиях электропередачи (на проводах или опорах), информация от них передается в диспетчерские пункты.
Операторы, все чаще выполняющие функцию наблюдателя, размещаются в узловых пунктах – там, где потоки энергии перераспределяются между различными направлениями или получателями. Поступающие сюда данные интерпретируются специальными блоками и выдаются в понятном человеку формате. Такие блочные системы состоят из следующих компонентов:
Последние подразделяются с учетом своего функционального предназначения. Применяется много разновидностей датчиков, чаще всего – для замеров таких параметров как:
Энергетические характеристики измеряются бесконтактно.
Сбор и обработка информации производятся с помощью модульных устройств, объединяемых в систему. Так, силами компании «Россети Центр и Приволжье» ведется разработка целой серии диагностических модулей. Они предназначены для снятия параметров механических конструкций и проводов ВЛ с номинальным напряжением в интервале от 6 до 220 кВ. Результат работы этой системы – так называемый «цифровой двойник» обследуемой линии электропередачи.
Возможности системы дистанционной диагностики ВЛ достаточно широки:
Диагностика изоляторов осуществляется оптическим и акустическим способом. Распределительная сеть находится под контролем при частоте от 100 до 10000 Гц.
Цифровой двойник ВЛ с номинальным напряжением от 6 до 110 кВ состоит из следующих основных модульных устройств:
В основном устройства монтируются на опору (модули контроля кабелей монтируются прямо на провода) и работают в непрерывном режиме. Их задача – собирать указанную информацию и передавать ее в блок обработки информации. Обмен пакетами данных производится беспроводным способом. Качество выделенных каналов связи обеспечивается отдельно, с гарантией полного покрытия в любой местности.
После интерпретации сведения транслируются в нуждающиеся в них диспетчерские пункты энергетической компании. Здесь они отражаются на пультах и в системе диагностики ВЛ, за которыми постоянно следят сотрудники энергетической компании:
Цифровая модель имеет выход на средства связи – это дает возможность отправки сообщений заранее указанному персоналу. Аварийное информирование производится по СМС и в «Скайпе».
В результате целевые аварийные службы получают информацию о появлении и развитии нештатной ситуации в режиме онлайн. С такими данными крайне оперативно выполняется анализ происходящего и при необходимости – легко организовывается выезд на место происшествия.
Существующие линии электропередачи уже оснащаются описываемыми цифровыми двойниками. Так, ВЛ «Звезда – Бегичево» (Тульская область) и ряд ЛЭП в других областях России успешно отслеживаются и контролируются такими системами. Легко можно проверить не только данные по силе тока – датчики фиксируют динамичные изменения в колебаниях проводов. Движение каждого из них раскладывается на 3 компонента – ускорение, стрела провисания и частота вибрации.
При появлении обрыва система мгновенно оповещает дежурную смену диспетчеров и делает запись в цифровом журнале. Точность позиционирования благодаря установке специальных модулей на расчетные опоры – более 1 пролета.
Концепция цифрового двойника имеет целый ряд достоинств. Система датчиков и обработка получаемой от них информации позволяют вести учет фактического состояния ВЛ, помогают обнаружить и предотвратить аварийную и нештатную ситуацию, а также предупредить соответствующие службы об их возникновении. О несанкционированном появлении человека на опоре и обледенении проводов незамедлительно информируется дежурный диспетчер.
Дистанционное снятие требуемых характеристик имеет значительную ценность: другим образом в зоне высокой опасности информацию получить сложно. Этот же способ заметно снижает трудовые и финансовые затраты на поддержание энергетического хозяйства в работоспособном состоянии. Эффективность аварийных служб и диспетчерских постов качественно возрастает, а срок устранения неисправностей значительно снижается.
В результате применения цифрового двойника повышается надежность эксплуатации ВЛ, качественно улучшается энергоснабжение каждого потребителя, а потери удается снизить до технически возможных минимумов.
Необходимо принять условия публичной оферты
Необходимо принять условия публичной оферты
Необходимо согласиться на обработку персональных данных