Перспективи створення уточненої моделі втрат на струми витоку по забрудненням на поверхнях ізоляторів

Abstract

Робота присвячена виявленню перспектив створення моделі втрат на струми витоку по забрудненням на поверхнях ізолятору. Метою був пошук математичних моделей, що достатньо точно опишуть втрати на струми витоку для оцінки їх значення для об’єднаної енергетичної системи України. Оцінено існуючу широко застосовану методику розрахунку втрат на струми витоку. Встановлено, що вона не є доречною, оскільки в її основі закладено використання виключно опору ізолятора з незмінним його значенням, що не відображає дійсної картини. Тому з метою покращення існуючої моделі, запропоновано іншу, в якій враховуються усі атмосферні явища, що впливають на провідність по поверхні ізолятору, серед яких тумани, мряка, дощі та роса, що фіксуються за допомогою градацій. Встановлено, що значний вплив зумовлює швидкість вітру та вологість шару забруднення на поверхні ізолятора. Наведено графіки середньої за одноразове зволоження потужності втрат електроенергії у гірлянді ізоляторів за різних кліматичних умов. Методику використано для розрахунку потужності втрат в мережі змінного струму напругою 35 кВ та наведено в таблиці. За результатами дослідження встановлено, що таким чином можна динамічно визначати втрати залежно від кліматичних умов на ізоляторах в будь-якій точці, залежно від наявних метеорологічних даних. Переглянуто методику визначення провідності шару забруднення на поверхні ізолятору. Показано яким чином представляється опір забруднення та методику його розрахунку, що дозволяє в подальшому визначити провідність забруднення, розглянуто вплив опадів на очищення поверхні ізолятора від забруднень. Встановлено, що під прямими опадами очищення ізоляторів є незначним, а вологість шару забруднення збільшується, що збільшує і його провідність. У висновках встановлено, що модель має високий потенціал та необхідність урахування діелектричних втрат.

This paper is devoted to identifying the prospects for creating a model of leakage current losses due to contamination on insulator surfaces. The aim of this study was to find mathematical models that would describe leakage current losses accurately enough to assess their importance for the integrated power system of Ukraine. The existing, widely used methodology for calculating leakage current losses was evaluated and found to be inappropriate because it is based solely on the insulator resistance with a constant value of m, which does not reflect the actual situation. Therefore, in order to improve the existing model, another one is proposed, which takes into account all atmospheric phenomena that affect the conductivity on the insulator surface, including fog, drizzle, rain and dew, which are recorded using gradations. It was found that the wind speed and humidity of the contamination layer on the insulator surface have a significant impact. The graphs of the average power loss rate for a single wetting in a garland of insulators under different climatic conditions are presented. The methodology was used to calculate the power loss rate in a 35 kV AC network and is presented in the table. The results show that it is possible to dynamically determine losses depending on climatic conditions on insulators at any point, depending on the available meteorological data. The methodology for determining the conductivity of the contamination layer on the insulator surface has been revised. It is shown how the resistance of contamination is represented, the method of its calculation, which allows further determining the conductivity of contamination, and the effect of precipitation on the cleaning of the insulator surface from contamination. It is established that under direct precipitation, insulator cleaning is insignificant, and the humidity of the contamination layer increases, which increases its conductivity. The conclusions show that the model has a high potential and the need to take into account dielectric losses.