Опыт применения системы дистанционной пеленгации молниевых разрядов для нужд ОАО «ФСК ЕЭС»

Создание системы комплексного грозомониторинга.
Опыт применения системы дистанционной пеленгации молниевых разрядов для нужд ОАО «ФСК ЕЭС»

А.Г. Золотых, А.Н. Озеров - ОАО «НПО «Стример», г. Санкт-Петербург,

С.Г. Евтеев, Д.Н. Лепешкин - ЗАО «НАМОС», г. Москва.

С 2010 года ОАО «НПО «Стример» по договору с ОАО «ФСК ЕЭС» проводит работы по созданию Системы комплексного мониторинга грозовой обстановки и грозовых событий (СКМ) на ВЛ 220 кВ Цимлянская ГЭС – Подстанция «Ш-30» в Ростовской области. 

Данная система аккумулирует информацию, получаемую как от трех входящих в систему компонентов, регистрирующих грозовые явления непосредственно на линии, так и от установленного в наблюдаемом регионе комплекса дистанционной пеленгации грозовых событий (СДП). Работы по монтажу системы дистанционной пеленгации, ее отладке, калибровке и обслуживанию проводит ЗАО «НАМОС», г. Москва.

Непосредственная регистрация грозовых явлений на ВЛ осуществляется при помощи трех различных систем прямого измерения:

  1. Системы мониторинга грозовых разрядов на ВЛ, разработанной Сибирским филиалом «НТЦ ФСК ЕЭС» - СибНИИЭ (г. Новосибирск). Она состоит из двух регистраторов грозовых перенапряжений (РГПН), которые расположены на подстанциях по концам линии. Сигнал регистрируется на всех трех фазах,  считывание производится с нижней обкладки конденсатора связи. Каждый из регистраторов GPS-синхронизирован во времени и имеет выход в сеть Интернет по выделенному каналу. Таким образом, получаемые осциллограммы происходящих перепадов напряжения на проводах линии передаются для последующей обработки на центральный процессор системы. После анализа информация с оценкой зарегистрированного события становится доступной пользователям через сайт разработчика.
  2. Комплекса регистрации токов молнии на опорах ВЛ электронным способом. Он включает в себя датчики тока молнии (ДТМ), аппаратуру для сбора информации и программно-аппаратный комплекс для определения тока молнии расчетным путем на основании зафиксированной датчиками информации. Каждый из датчиков представляет собой законченный необслуживаемый электронный узел, имеющий встроенный аккумулятор и солнечную батарею, которые обеспечивают автономность работы в течение грозового сезона, а также первичный датчик тока (пояс Роговского), блоки обработки, регистрации сигнала и долговременного хранения полученных данных. Разработку и изготовление датчиков осуществило ЗАО «СЭТ» (г. Шатура, Московской обл.), программное обеспечение синтеза токов молнии – ОАО «Энергетический институт им. Кржижановского» (г. Москва), обеспечивающее также и расшифровку получаемой ДТМ информации в течение грозового сезона, и анализ работы комплекса по его окончании.
  3. Комплекса магнитной регистрации токов молнии, созданного Кыргызским НТЦ по энергетике (г. Бишкек). Комплекс состоит из устанавливаемых парно («+» и «-»  полярности) основных и дополнительных контрольных магнитных регистраторов токов молнии (МР), расположенных на всех опорах, индикатора наличия намагниченности и устройства для проверки намагниченности МР. Количество устанавливаемых на одну опору МР составляет от двух до четырнадцати пар в зависимости от ее конструкции плюс по одному контрольному МР на каждую опору.

Наблюдательная сеть системы дистанционной грозопеленгации (СДП) построена на оборудовании фирмы Vaisala и состоит из четырех расположенных в зоне ВЛ датчиков модели LS8000, которые работают в широком частотном диапазоне и имеют GPS-синхронизацию по времени и связь с сетью Интернет. Первичная обработка получаемых данных происходит на центральном процессоре обработки данных Vaisala TLP, последующий анализ полученной информации производится параллельно системой Vaisala AP5000 и информационной системой, разработанной ЗАО «НАМОС».

По результатам двухлетней эксплуатации системы дистанционной грозопеленгации Vaisala были разработаны и применены несколько дополнений, модернизирующих как программное, так и аппаратное обеспечение. Так, после поражения сетевого интерфейса одного из датчиков разрядом статического электричества, были внедрены соответствующие средства защиты. Учитывая удалённость мест размещения датчиков от населённых пунктов и невозможность их обслуживания по требованию, были применены средства автоматического включения датчика после срабатывания ограничителя импульсных перенапряжений. Для обеспечения безопасного включения датчика в любое время года внедряется система предстартового подогрева оборудования датчика.

Программная часть ЦОД Vaisala так же подверглась изменениям. Была внедрена альтернативная система мониторинга состояния ЦОД, датчиков и оборудования связи с более широкой функциональностью. Для решения ряда задач был разработан и реализован альтернативный модуль программного анализа поступающей информации, и, тем самым, обеспечен задел для дальнейшего свободного развития системы грозопеленгации, как компонента системы комплексного метеомониторинга.

Рис.1 Первоначальная архитектура системы дистанционной грозопеленгации Vaisala

 

Рис.2 Изменения в программной архитектуре системы

Рис.3 Интерфейс системы комплексного метеомониторинга НАМОС

Полная информация о зарегистрированных явлениях - точное время и место разряда, его вид (удар в землю либо межоблачный), полярность, ток, количество компонент молнии, длительность и т.д., а также данные о текущей обстановке и перемещениях грозовых облаков предоставляется пользователю СКМ в режиме онлайн доступа.

На основании получаемой СКМ информации формируется база данных грозовой активности и грозовых событий в районе оборудованной ВЛ. При этом данные, поставляемые СМГР и СДП, заносятся в базу данных в автоматическом режиме, данные о токах молнии на опорах ВЛ – вручную после обработки и расшифровки первичной информации. База данных доступна специалистам ОАО «ФСК ЕЭС» по сети Интернет.

Рис.4 Интерфейс БД СКМ

Литература

  1. M210787EN-C. Датчик распознавания гроз LS8000. Руководство пользователя. Vaisala Oyj, Vantaa. 
  2. M210557RU-A. CP серия, CP7000, CP8000. Руководство пользователя. Vaisala Oyj, Vantaa.
  3. M210963EN. Falls 5.0 Client For Windows. Vaisala Oyj, Vantaa. 
Все статьи