Первые воздушные линии электропередачи появились в России в 80-х годах XIX века.
Сегодня их протяженность в Омской области – более 50 тысяч километров. Некоторые участки довольно длинные и находятся на заболоченных, труднопроходимых территориях. Как оперативно можно обнаруживать на воздушных линиях электропередач самые разные повреждения, обозревателю «Коммерческих Вестей» Анастасии ИЛЬЧЕНКО рассказал аспирант ОмГТУ Вадим МИРОШНИК.
– Вадим, для поиска проблем на воздушных линиях электропередачи вы создаете специальное устройство. Что оно собой представляет и как будет работать?
– Основная цель разработки – охватить все возможные причины аварий на воздушных линиях электропередачи (далее ВЛЭП). Существует много научных работ, касающихся отдельных составляющих этой темы, например определение места при однофазовом замыкании, при падении провода на землю, пробоях изолятора. Но наша научная группа решила шире подойти к вопросу. Мы стали думать: можно ли создать устройство, которое решит сразу все проблемы эксплуатации ВЛЭП. И создали систему, позволяющую определять и однофазное замыкание на землю, и состояние изоляторов, и падение проводов на траверсу опоры, на землю. Также наше устройство определяет наличие крена и разрушения самой стойки опоры. Если опора наклонится на недопустимый угол, датчик отреагирует и отправит сигнал на диспетчерский пульт. Вообще все наши датчики объединены в одну беспроводную сеть, которая, естественно, будет защищена от любых внешних воздействий. В современном мире это имеет важное значение. Сейчас в эпоху цифровизации электроэнергетики мы планомерно идем к тому, что каждая опора ВЛЭП будет видна на диспетчерском пульте и доступна для диагностики.
– Получается, ваша система будет состоять из датчиков, закрепленных на опорах ВЛЭП, и сервера? Что это за датчики и какой у них принцип работы?
– Совершенно верно, на опорах будет установлено по пять датчиков. Если говорить об однофазном замыкании на землю, то это специальные шунты, которые включены в разрез с проводом. С них будут передаваться токи на центральный терминал, также размещенный на каждой опоре, а уже затем данные отправятся на диспетчерский пульт. Сводить данные будет небольшой программный комплекс в диспетчерской. Крен, недопустимый наклон опоры, планируем определять акселерометром – это датчик положения по нескольким координатам. По разрушениям опоры мы только начали исследования, сделали небольшой тестовый датчик, который при сужении диаметра опоры посылает информацию на диспетчерский пункт. Падение провода на траверсу опоры будет определять датчик, охватывающий опору либо саму траверсу.
При наличии утечки тока информация будет передаваться в диспетчерскую, оснащенную программным комплексом, совместимым с геоинформационными системами, например, ГИС Россетей, где есть интерактивная карта с опорами и подстанциями. У нас уже создана тестовая программа. Важно, что она определяет не только номер опоры, где сработали датчики, но и знает, какая именно проблема имеет место, какой датчик сработал. В распределительных сетях с изолированной нейтралью это большая проблема, т.к. токи утечки и однофазного замыкания очень маленькие и их трудно определить. Разработкой таких устройств ученые занимаются достаточно давно, но охватить все проблемные вопросы ВЛЭП еще никому не удавалось.
– Пять датчиков плюс терминал на каждую опору. Какова будет стоимость оборудования? Вы просчитывали рентабельность идеи?
– Точные подсчеты мы пока не производили, но это не так затратно, как кажется. Положительный финансовый эффект будет. Не стоит забывать, сколько сегодня тратится средств на определение и поиск места повреждения на ВЛЭП. Каждые полгода выездные бригады совершают полный обход. Это весьма затратное по времени мероприятие. Если произошел обрыв, то бригады начинают осмотр всей линии, достигающей 30 километров. А если это заболоченное место? Для компании, обслуживающей сети, такая работа сопряжена с большими временными и финансовыми затратами. Если же установить наши устройства, то они окупятся в течение 5 лет. Конечно, срок будет во многом зависеть от того, для каких целей служат ВЛЭП – для освещения населенных пунктов или для подачи энергии на нефтяные месторождения, где бесперебойное питание жизненно необходимо.
– Вы уже взаимодействуете с энергетическими компаниями?
– Мы подали заявку на научно-исследовательскую и опытно-конструкторскую работу в Омскэнерго. Хотим, чтобы они стали нашими помощниками и соавторами в реализации. Россети положительно отнеслись к идее, они нам прислали информацию, что в год в Сибири обрушаются около 700 опор, т.е. для них тема весьма актуальна. Особенно сложная ситуация на заболоченных территориях Омской области. Ответ от Омскэнерго ждем уже в мае.
– Как случилось, что вы начали заниматься этой темой?
– В магистратуре мой преподаватель – кандидат технических наук Дмитрий Васильевич БАТУЛЬКО предложил мне данную тему. Для защиты диплома я построил математическую модель и модель в программном комплексе Matlab-Simulink, сделал небольшое релейное устройство, которое сигнализировало о месте однофазного замыкания на землю. После успешной защиты диплома мне предложили продолжить изучение темы. С имеющимися наработками я пришел к профессору, заведующему кафедрой «Теоретическая и общая электротехника», доктору технических наук Константину Ивановичу НИКИТИНУ. Именно он предложил собрать всю систему в натуре. Мы начали развивать идеи и в итоге создали устройство.
– На какой стадии сейчас разработка? Что уже сделано, что планируете? И что значит «в натуре» – вы выезжали «в поля», где апробировали свою идею?
– После одобрения нашего совместного сотрудничества компанией Омскэнерго мы бы хотели провести эксперименты на их полигоне. На нем можно смоделировать однофазное замыкание, крен опоры и непосредственно апробировать функциональность устройства. Пока апробацию проводили в лабораторных условиях, т.е. снимали токи утечки с высоковольтного источника напряжения.
Сегодня устройство готово на 50-60% от запланированного. Хотим, конечно, сделать апробацию на реальной линии, поставить датчики хотя бы на небольшом отрезке. Но нужно понимать, что на такой эксперимент потребуется значительное время, ведь предстоит учесть и отработать множество факторов, в том числе влияние погодных условий.
– Сейчас ВЛЭП из центров крупных городов стараются убирать как элемент, портящий внешний вид города, занимающий место. Не получится ли, что воздушные линии электропередачив принципе в ближайшие годы уйдут в прошлое, как это произошло, например, с домашними телефонами?
– В городе в воздушных линиях электропередачи, возможно, и нет никакого смысла. Однако ВЛЭП – это наиболее малозатратный способ электрификации. Воздушные линии в обозримом будущем никуда не денутся. Использование длинных кабельных линий в некоторых случаях не имеет экономического смысла, учитывая их стоимость. Например, болотистую местность, характерную для северной части Омской области, дешевле осваивать с помощью ВЛЭП.
– Сколько патентов вы получили на данное устройство?
– Пока один – основной – на способ. Но уже разработан патент, который детально описывает каждое устройство.
– Вадим, чем вы занимаетесь в свободное от работы время?
– Увлекаюсь плаванием, игрой в волейбол. Правда, сейчас уделять этому виду спорта время не получается – я заканчиваю работу над кандидатской диссертацией и планирую осенью защитить ее. Да и эпидемическая обстановка сегодня не позволяет команде собираться. Поэтому пока все свое свободное время тружусь над разработкой, дописываю кандидатскую.
Биография
Вадим Юрьевич МИРОШНИК родился 5 марта 1994 года в городе Лянторе Сургутского района ХМАО. В 2011 году приехал в Омск и поступил в Энергетический институт ОмГТУ. В 2017 году окончил магистратуру и поступил в аспирантуру ОмГТУ. В 2021 году оканчивает аспирантуру.
Женат.
