RU2547837C1 - Temperature control method for wires of power transmission lines - Google Patents
Temperature control method for wires of power transmission lines Download PDFInfo
- Publication number
- RU2547837C1 RU2547837C1 RU2013151570/07A RU2013151570A RU2547837C1 RU 2547837 C1 RU2547837 C1 RU 2547837C1 RU 2013151570/07 A RU2013151570/07 A RU 2013151570/07A RU 2013151570 A RU2013151570 A RU 2013151570A RU 2547837 C1 RU2547837 C1 RU 2547837C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wires
- temperature
- power transmission
- current
- transmission line
- Prior art date
Links
Landscapes
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
- Electric Cable Installation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для непрерывного контроля температуры проводов линий электропередачи.The invention relates to the electric power industry and can be used for continuous monitoring of the temperature of wires of power lines.
Известен контактный способ контроля температуры провода, использующий зависимость от температуры электрического сопротивления металлов, сплавов, полупроводников или электродвижущей силы термоэлектрических пар (Туричин А.М. Электрические измерения неэлектрических величин. 5-е изд. - Л.: Энергия, 1975; Специальные термометры с термопреобразователями сопротивления / Е.И. Фандеев, Г.А. Лущаев, В.А. Карчков. - М.: Энергоатомиздат, 1987).A known contact method is used to control the temperature of a wire using temperature-dependent electrical resistance of metals, alloys, semiconductors or the electromotive force of thermoelectric pairs (Turichin A.M. Electrical Measurements of Non-Electric Values. 5th ed. - L .: Energy, 1975; Special Thermometers with resistance thermal converters / EI Fandeev, G. A. Lushchaev, V. A. Karchkov. - M.: Energoatomizdat, 1987).
Недостатком контактного способа является то, что он требует непосредственного контакта первичного термопреобразователя с объектом контроля, находящимся под высоким напряжением, а это затрудняет передачу информации к вторичному измерительному прибору, находящемуся на потенциале земли.The disadvantage of the contact method is that it requires direct contact of the primary thermocouple with the control object under high voltage, and this makes it difficult to transmit information to a secondary measuring device located on the ground potential.
Известен бесконтактный способ контроля температуры провода, использующий зависимость от температуры интенсивности теплового излучения (Низкотемпературные пирометры с тепловыми приемниками излучения /Е.И. Фандеев, Б.В. Васильев, А.П. Бараненко, В.М. Горбачев. -М.: Энергоатомиздат, 1993). Он не требует специального канала передачи информации с высокого напряжения на потенциал земли, так как сигнал передается через промежуточную среду, но его недостатком является практическая непригодность для контроля температуры провода воздушной линии электропередачи, особенно в зимних условиях из-за влияния природных факторов (снег, туман, дождь) на поглощение теплового излучения провода промежуточной средой.A known non-contact method for controlling the temperature of a wire using temperature dependence of the intensity of thermal radiation (Low-temperature pyrometers with thermal radiation detectors / E.I. Fandeev, B.V. Vasiliev, A.P. Baranenko, V.M. Gorbachev. -M .: Energoatomizdat, 1993). It does not require a special channel for transmitting information from high voltage to earth potential, since the signal is transmitted through an intermediate medium, but its drawback is the practical unsuitability for monitoring the temperature of an overhead power line wire, especially in winter conditions due to the influence of natural factors (snow, fog , rain) on the absorption of thermal radiation from a wire by an intermediate medium.
Известен косвенный способ контроля температуры провода путем ее вычисления с помощью математической модели процесса нагрева провода по факторам, влияющим на тепловой баланс провода: тока провода, температуры окружающей среды, скорости ветра (Петрова Т.Е., Фигурнов Е.П. Защита от перегрузки по току проводов воздушных линий электропередачи. - Электричество, 1991, N8, с.29-34).There is an indirect method for controlling the temperature of a wire by calculating it using a mathematical model of the process of heating the wire according to factors affecting the heat balance of the wire: wire current, ambient temperature, wind speed (Petrova T.E., Figurnov E.P. Overload protection by the current of wires of overhead power lines. - Electricity, 1991, N8, p.29-34).
Недостатком этого способа является низкая точность из-за влияния на температуру провода неконтролируемых факторов: направления ветра, влажности воздуха, степени турбулизации воздушного потока, прозрачности атмосферы, мощности солнечного излучения и т.п.The disadvantage of this method is the low accuracy due to the influence of uncontrolled factors on the wire temperature: wind direction, air humidity, degree of turbulization of the air flow, atmosphere transparency, solar radiation power, etc.
Наиболее близким техническим решением является способ контроля температуры провода, закрепленного с двух сторон, который использовался ранее в приборах тепловой системы (Электрические и магнитные измерения. Под ред. Е.Г. Шрамкова. - Л.-М., 1937, с.134-135),The closest technical solution is a method for monitoring the temperature of a wire, fixed on both sides, which was previously used in devices of the thermal system (Electrical and magnetic measurements. Edited by E.G. Shramkov. - L.-M., 1937, p.134- 135)
Способ основан на измерении температурного линейного расширения нагреваемого электрическим током провода, которое пропорционально приращению температуры: ΔL=L-Lo=k·Lo·(T-To)=k·Lo·ΔT, где k - температурный коэффициент линейного расширения провода, Lo - длина провода при начальной температуре То, Т - текущая температура.The method is based on measuring the linear temperature expansion of the wire heated by electric current, which is proportional to the temperature increment: ΔL = L-Lo = k · Lo · (T-To) = k · Lo · ΔT, where k is the temperature coefficient of linear expansion of the wire, Lo - wire length at initial temperature To, T - current temperature.
Недостатком указанного способа являются ограниченные эксплуатационные возможности, препятствующие его прямому использованию для контроля температуры провода воздушной линии электропередачи, из-за существенной зависимости удлинения провода не только от изменения температуры, но и от изменения механических нагрузок на провод - гололедной и ветровой.The disadvantage of this method is the limited operational capabilities that prevent its direct use to control the temperature of the overhead power line wire, due to the significant dependence of the wire elongation not only on temperature changes, but also on changes in mechanical loads on the wire - ice and wind.
Задачей изобретения является расширение эксплуатационных возможностей за счет обеспечения непрерывного контроля температуры проводов линий электропередачи, что позволит увеличить пропускную способность линий электропередачи, позволит проводить контролируемую плавку гололеда на проводах линии.The objective of the invention is to expand operational capabilities by providing continuous monitoring of the temperature of the wires of the power lines, which will increase the throughput of the power lines, will allow for controlled smelting of ice on the wires of the line.
Технический результат достигается тем, что в способе контроля температуры проводов линий электропередачи с использованием температурного коэффициента α активного сопротивления проводов, согласно изобретению измеряют напряжение и ток в первом местоположении на линии электропередачи, измеряют напряжение и ток во втором местоположении на линии электропередачи, при этом измеренные напряжения и токи в первом и втором местоположениях синхронизированы по времени с возможностью совместной обработки указанных измерений напряжений и токов, по измеренным напряжениям и токам в первом и втором местоположениях определяют полное сопротивление линии электропередачи между первым и вторым местоположениями, из определенного полного сопротивления линии при температуре To проводов линии электропередачи определяют активное сопротивление Ro линии электропередачи между первым и вторым местоположениями, определяют текущее активное сопротивление R линии электропередачи между первым и вторым местоположениями, и по известному температурному коэффициенту α активного сопротивления проводов линии определяют текущую температуру T проводов линии электропередачи по формуле T=To+(R-Ro)/(α·Ro).The technical result is achieved by the fact that in the method for monitoring the temperature of wires of power lines using the temperature coefficient α of the active resistance of the wires, according to the invention, voltage and current are measured at a first location on a power line, voltage and current are measured at a second location on a power line, while the measured voltages and currents in the first and second locations are synchronized in time with the possibility of joint processing of these measurements of voltages and currents , from the measured voltages and currents in the first and second locations, determine the impedance of the power line between the first and second locations, from a specific impedance of the line at a temperature To of the wires of the power line, determine the resistance of the power line Ro between the first and second locations, determine the current resistance R power lines between the first and second locations, and the known temperature coefficient α of the active resistance pr the line of conductors determine the current temperature T of the wires of the power line according to the formula T = To + (R-Ro) / (α · Ro).
Таким образом, технический результат достигается тем, что из определенного полного сопротивления линии электропередачи выделяется активное сопротивление проводов линии и дифференциальным методом определяется температура проводов линии электропередачи, используя тот факт, что активное сопротивление проводов линии электропередачи зависит от температуры данных проводов.Thus, the technical result is achieved in that the resistance of the wires of the line is extracted from a certain impedance of the transmission line and the temperature of the wires of the transmission line is determined by the differential method, using the fact that the resistance of the wires of the transmission line depends on the temperature of these wires.
Предложенное техническое решение поясняется чертежом, на котором изображена схема измерения параметров линии электропередачи в соответствии с предлагаемым способом.The proposed technical solution is illustrated by the drawing, which shows a diagram of the measurement of the parameters of the power line in accordance with the proposed method.
Измерение параметров линии, схема которого изображена на фиг.1, происходит следующим образом. Линия электропередачи соединяет пункты 1 и 2. На данной линии измеряют напряжение и ток в первом местоположении 3 на линии электропередачи, измеряют напряжение и ток во втором местоположении 4 на линии электропередачи. При этом измеренные напряжения и токи в первом 3 и втором 4 местоположениях синхронизированы по времени для того, чтобы можно было совместно обрабатывать измеренные в пунктах 3 и 4 данные. Измеренные напряжения и токи в первом 3 и втором 4 местоположениях передаются в центральный пункт 5, где из полученных данных определяется полное сопротивление Z линии электропередачи между пунктами 3 и 4. При температуре To проводов линии электропередачи, из определенного полного сопротивления Z линии определяют активное сопротивление Ro линии электропередачи между первым 3 и вторым 4 местоположениями. В дальнейшем, определяют текущее активное сопротивление R линии электропередачи между первым 3 и вторым 4 местоположениями, и по известному температурному коэффициенту α активного сопротивления проводов линии определяют текущую температуру T проводов линии электропередачи по формуле T=To+(R-Ro)/(α·Ro).The measurement of the parameters of the line, the circuit of which is shown in figure 1, is as follows. A power line connects points 1 and 2. On this line, voltage and current are measured at a first location 3 on the power line, voltage and current are measured at a second location 4 on the power line. Moreover, the measured voltages and currents in the first 3 and second 4 locations are synchronized in time so that it is possible to jointly process the data measured in paragraphs 3 and 4. The measured voltages and currents in the first 3 and second 4 locations are transferred to the central point 5, where the impedance Z of the power line between points 3 and 4 is determined from the received data. At the temperature To of the wires of the power line, the active resistance Ro is determined from the determined impedance Z of the line power lines between the first 3 and second 4 locations. Subsequently, the current active resistance R of the power line between the first 3 and second 4 locations is determined, and the current temperature T of the power line wires is determined from the known temperature coefficient α of the active resistance of the line wires by the formula T = To + (R-Ro) / (α · Ro )
Температурный коэффициент α активного сопротивления проводов линии задает фирма-изготовитель проводов линии электропередачи. В энергетике в основном используют сталь-алюминиевые провода, в которых основной вклад в активное сопротивление вносит алюминиевые жилы провода, и температурный коэффициент α сопротивления алюминия равен 4.30·10-3 (1/Кельвин). В результате, при изменении температуры провода на 1 градус сопротивление линии изменится на (R-Ro)/Ro~0,4%. Эта величина сравнима с точностью измерения токов и напряжений в линии электропередачи порядка 0,2%. Поэтому можно ожидать, что предлагаемый способ контроля температуры проводов линий электропередачи позволит непрерывно определять температуру проводов с точностью в несколько градусов.The temperature coefficient α of the active resistance of the line wires is set by the manufacturer of the wires of the power line. In the energy sector, steel-aluminum wires are mainly used, in which the aluminum conductors make the main contribution to the resistance, and the temperature coefficient α of aluminum resistance is 4.30 · 10 -3 (1 / Kelvin). As a result, when the wire temperature changes by 1 degree, the line resistance changes to (R-Ro) / Ro ~ 0.4%. This value is comparable with the accuracy of measuring currents and voltages in the power line of about 0.2%. Therefore, it can be expected that the proposed method for monitoring the temperature of wires of power lines will continuously determine the temperature of the wires with an accuracy of several degrees.
Достоинством данного способа является также то, что не требуется устанавливать дополнительного оборудования на линии электропередачи, не требуется непосредственный контакт с высоковольтными проводами линии электропередачи.The advantage of this method is that it is not necessary to install additional equipment on the power line, it does not require direct contact with high-voltage wires of the power line.
Стоит рассмотреть влияние температурного линейного расширения нагреваемого электрическим током провода, которое пропорционально приращению температуры: ΔL=L-Lo=k·Lo·(T-To)=k·Lo·ΔT, где k -температурный коэффициент линейного расширения провода. При изменении линейных размеров проводов линии электропередачи происходит изменение реактивного сопротивления линии, что также можно использовать для определения температуры проводов линии. Для алюминия коэффициент линейного расширения k=22.2·10-6 (1/Кельвин), что значительно меньше температурного коэффициента сопротивления алюминия α=4.30·10-3 (1/Кельвин). Следует учесть конструкцию проводов линий электропередачи: это скрученный жгут из многих отдельных проводников. Кроме этого, на геометрию проводов линий электропередачи сильно влияет ветер. Все это приводит к тому, что реактивное сопротивление линии не информативно для определения температуры проводов линии электропередачи.It is worth considering the effect of the linear temperature expansion of the wire heated by electric current, which is proportional to the temperature increment: ΔL = L-Lo = k · Lo · (T-To) = k · Lo · ΔT, where k is the temperature coefficient of linear expansion of the wire. When the linear dimensions of the wires of the power line are changed, the reactance of the line changes, which can also be used to determine the temperature of the wires of the line. For aluminum, the coefficient of linear expansion is k = 22.2 · 10 -6 (1 / Kelvin), which is significantly less than the temperature coefficient of resistance of aluminum α = 4.30 · 10 -3 (1 / Kelvin). It is necessary to take into account the design of the wires of power lines: this is a twisted bundle of many individual conductors. In addition, the geometry of the wires of power lines is strongly influenced by wind. All this leads to the fact that the reactance of the line is not informative for determining the temperature of the wires of the power line.
Таким образом, по сравнению с ближайшим аналогом, предлагаемый способ контроля температуры проводов линий электропередачи имеет значительные преимущества за счет обеспечения непрерывного контроля температуры проводов линий электропередачи, что позволит увеличить пропускную способность линий электропередачи, позволит проводить контролируемую плавку гололеда на проводах линии.Thus, in comparison with the closest analogue, the proposed method for monitoring the temperature of wires of power lines has significant advantages due to the provision of continuous control of the temperature of wires of power lines, which will increase the throughput of power lines and will allow for controlled melting of ice on the wires of the line.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013151570/07A RU2547837C1 (en) | 2013-11-19 | 2013-11-19 | Temperature control method for wires of power transmission lines |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013151570/07A RU2547837C1 (en) | 2013-11-19 | 2013-11-19 | Temperature control method for wires of power transmission lines |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2547837C1 true RU2547837C1 (en) | 2015-04-10 |
| RU2013151570A RU2013151570A (en) | 2015-05-27 |
Family
ID=53284850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013151570/07A RU2547837C1 (en) | 2013-11-19 | 2013-11-19 | Temperature control method for wires of power transmission lines |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2547837C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2732037C1 (en) * | 2019-08-12 | 2020-09-10 | Гаджибуба Ражидинович Гаджибабаев | Method for monitoring of ice-and-wind loads of overhead transmission lines |
| RU2765887C1 (en) * | 2021-05-12 | 2022-02-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Башкирский государственный университет" | Method for measuring the heating temperature of the filaments of lighting lamps |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2157040C1 (en) * | 1999-12-24 | 2000-09-27 | Электроэнергетическая ассоциация "Корпорация единый электроэнергетический комплекс" | Indirect temperature control method for overhead power transmission line conductors |
| RU2165122C2 (en) * | 1999-02-04 | 2001-04-10 | Региональное предприятие "Южэнерготехнадзор" | Method and device for checking conductor temperature on overhead power transmission line |
| CN202814597U (en) * | 2012-10-10 | 2013-03-20 | 天津赛思科技发展有限公司 | High-voltage power transmission line temperature measuring system |
-
2013
- 2013-11-19 RU RU2013151570/07A patent/RU2547837C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2165122C2 (en) * | 1999-02-04 | 2001-04-10 | Региональное предприятие "Южэнерготехнадзор" | Method and device for checking conductor temperature on overhead power transmission line |
| RU2157040C1 (en) * | 1999-12-24 | 2000-09-27 | Электроэнергетическая ассоциация "Корпорация единый электроэнергетический комплекс" | Indirect temperature control method for overhead power transmission line conductors |
| CN202814597U (en) * | 2012-10-10 | 2013-03-20 | 天津赛思科技发展有限公司 | High-voltage power transmission line temperature measuring system |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2732037C1 (en) * | 2019-08-12 | 2020-09-10 | Гаджибуба Ражидинович Гаджибабаев | Method for monitoring of ice-and-wind loads of overhead transmission lines |
| RU2765887C1 (en) * | 2021-05-12 | 2022-02-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Башкирский государственный университет" | Method for measuring the heating temperature of the filaments of lighting lamps |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013151570A (en) | 2015-05-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Albizu et al. | Tension and ampacity monitoring system for overhead lines | |
| CN102313853B (en) | System for measuring and calculating dynamic transmission capacity of high voltage transmission line and method thereof | |
| CN102778627B (en) | Method and device for determining current-carrying capacity of cable | |
| CN105004949B (en) | A kind of method of testing and test device of on-line operation strain clamp maximum carrying capacity | |
| US20150032397A1 (en) | Method for estimating dynamic power transmission line capacity by using synchronized phasor technology | |
| CN102778619A (en) | Method for detecting maximum current-carrying capacity of transmission conductor of high-voltage transmission line | |
| RU2547837C1 (en) | Temperature control method for wires of power transmission lines | |
| CN103235226A (en) | OPPC (optical phase conductor) dynamic capacity increasing on-line monitoring device and monitoring method | |
| CN105371976A (en) | Thermal resistance temperature measuring device and temperature measuring method | |
| CN102590594A (en) | Transient state thermal circuit model-based method and device for determining permissible current of overhead conductor | |
| US6441603B1 (en) | Overhead line rating monitor | |
| CN104332927B (en) | Ice melting power triangle based ice coating lead ice melting current obtaining method | |
| RU2165122C2 (en) | Method and device for checking conductor temperature on overhead power transmission line | |
| AU2002303619A1 (en) | Overhead line rating monitor | |
| Alvarez et al. | Validation of a thermal model for overhead transmission lines at high conductor temperature | |
| Lawry et al. | Overhead line thermal rating calculation based on conductor replica method | |
| CN107255528A (en) | A kind of medical electrical equipment direct current winding temperature rise test device and method of testing | |
| Kanálik et al. | Temperature calculation of overhead power line conductors according to the CIGRE Technical Brochure 207 | |
| RU2534753C1 (en) | Method of indirect control of temperature of overhead power transmission line wires | |
| CN201145934Y (en) | Linear constant temperature fire detector capable of ranging | |
| CN108828414A (en) | A kind of power distribution network suspended insulated guide wire dynamic current-carrying capability appraisal procedure and system | |
| RU2157040C1 (en) | Indirect temperature control method for overhead power transmission line conductors | |
| Garnaik | Infrared thermography: A versatile technology for condition monitoring and energy conservation | |
| JP2574187B2 (en) | Monitoring method of conductor temperature of laid power cable | |
| RU2417905C1 (en) | Method of determining overhead power transmission line power transfer factor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161120 |