Details

Выпускная квалификационная работа посвящена разработке устройства для плавки гололеда постоянным током на проводах воздушных линий электропередачи. В работе раскрываются причины образования гололедных отложений, их влияние на надежность и безопасность электроснабжения, а также анализируются современные методы борьбы с этой проблемой. Особое внимание уделено электротермическим технологиям, их преимуществам и ограничениям в различных климатических и эксплуатационных условиях. В ходе исследования проведен сравнительный анализ существующих технических решений, выявлены их недостатки, и предложено новое устройство, обеспечивающее эффективную и контролируемую плавку гололеда с возможностью регулирования параметров процесса. Описан принцип работы и основные технические особенности разработанного устройства. В работе использовалось программное обеспечение STM32CubeIDE для написания и отладки кода микроконтроллера STM32, а также OpenModelica для моделирования и анализа работы системы. Практическая значимость работы заключается в повышении надежности электроснабжения и снижении эксплуатационных расходов энергетических компаний за счет внедрения эффективных средств борьбы с гололедом на ВЛЭП.

This masters thesis is devoted to the development of a device for ice melting using direct current on overhead power line conductors. The work examines the causes of ice accretion, its impact on the reliability and safety of power supply and provides an analysis of modern methods for combating this problem. Special attention is given to electrothermal technologies, their advantages, and limitations under various climatic and operational conditions. A comparative analysis of existing technical solutions is conducted, their shortcomings are identified, and a new device is proposed that ensures efficient and controlled ice melting with the ability to regulate process parameters. The operating principle and key technical features of the developed device are described. The work utilized STM32CubeIDE software for writing and debugging the STM32 microcontroller code, as well as OpenModelica for modeling and analyzing the system operation. The practical significance of this work lies in improving the reliability of power supply and reducing operational costs for energy companies by implementing effective anti-icing solutions for overhead power lines.

• ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
• ВВЕДЕНИЕ
• 1 ВЛИЯНИЕ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ НА ЛЕДООБРАЗОВАНИЕ И СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ БОРЬБЫ С ГОЛОЛЕДНЫМИ ОТЛОЖЕНИЯМИ
  • 1.1 Влияние метеорологических условий на процесс обледенения ВЛ
  • 1.2 Влияние параметров ВЛ на процесс образования отложений
  • 1.3 Обзор существующих технологий и методов
    • 1.3.1 Механические методы
    • 1.3.2 Электротермические методы
    • 1.3.3 Электромеханические методы
    • 1.3.4 Физико-химические методы
    • 1.3.5 Комбинированные методы
  • 1.4 Сравнительный анализ методов
  • 1.5 Выводы по первому разделу
• 2 РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКОГО УСТРОЙСТВА ПЛАВКИ ГОЛОЛЕДА
  • 2.1 Виды электротермических способов борьбы с гололедом
    • 2.1.1 Термическое воздействие переменным током
      • 2.1.1.1 Способ короткого замыкания
      • 2.1.1.2 Способ встречного включения фаз источников
      • 2.1.1.3 Способ перераспределения нагрузок
      • 2.1.1.4 Способ наложения токов
    • 2.1.2 Термическое воздействие постоянным током
  • 2.2 Описание устройства
  • 2.3 Описание модели системы в OpenModelica
  • 2.4 Выводы по второму разделу
• 3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ПОДСТАНЦИИ
  • 3.1 Выбор главной схемы электрических соединений
    • 3.1.1 Расчет нагрузки
    • 3.1.2 Выбор трансформаторов
    • 3.1.3 Выбор трансформаторов собственных нужд
    • 3.1.4 Выбор схем распределительных устройств
  • 3.2 Расчет токов короткого замыкания
    • 3.2.1 Приведение параметров системы к базисным условиям
    • 3.2.2 Короткое замыкание на шинах 110 кВ
    • 3.2.3 Короткое замыкание на шинах 10 кВ
    • 3.2.4 Короткое замыкание на шинах 0,4 кВ
  • 3.3 Выбор выключателей
    • 3.3.1 Выбор выключателей ОРУ-110 кВ
    • 3.3.2 Выбор выключателей КРУ-10 кВ
    • 3.3.3 Выбор выключателей РУ СН 0,4 кВ
  • 3.4 Выводы по третьему разделу
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ