Performance analysis of means of mitigating overhead power lines wires sag designed in Ukraine and USA

Abstract

В роботі проведений комплексний аналіз методів і задач для забезпечення ефективного впровадження інноваційних термокомпенсуючих пристроїв. Використовувались фізичне та математичне моделювання процесів, положення теорії автоматичного керування, теорія нечіткої логіки. Компенсація провисання проводів повітряних ліній електропередавання (ЛЕП) створює умови, за яких можливо або збільшувати прогони, або знижувати висоту опор при збереженні наявних розрахункових прогонів. У результаті знижується питома витрата опор, лінійної арматури, ізоляції, скорочуються терміни будівництва ЛЕП. Враховуючи наявні норми можна збільшити габаритний прогін ЛЕП різних класів напруг на 7-10%. За результатом проведеного дослідження розроблено методику розрахунку та оптимізації наявних пристроїв термокомпенсації стріл провисання проводів ЛЕП. Запропоновано багатофункціональний пристрій компенсації температурних стріл провисання ЛЕП, що дозволяє оптимізувати як вже побудовані ЛЕП, так і запроєктовані. Результати роботи доцільно використати в електричних мережах з повітряними ЛЕП всіх класів напруг. Український термокомпенсатор є новим класом обладнання для ЛЕП, який розв'язує проблему температурного подовження проводів, використовуючи матеріал, який реагує на зміни температури зміною своєї геометричної форми та розмірів, і відрізняється вищою надійністю, ніж американський.

This work contains a comprehensive analysis of methods and tasks for ensuring the effective implementation of innovative thermal compensating devices. Physical and mathematical modeling of processes, the principles of the theory of automatic control, the theory of fuzzy logic were used. The compensation of overhead power lines wires sag creates conditions under which it is possible either to increase spans, or to reduce the height of the towers while preserving the existing estimated spans. As a result, the specific consumption of the supports, linear fittings, insulation is reduced, and the time for construction of the power lines is also reduced. Taking into account the existing norms, it is possible to increase the span of the power line of different voltage classes by 7–10%. As a result of the conducted research, a method for calculation and optimization of existing devices for thermal compensation of power lines wires sag has been developed. A multifunctional device for compensation of temperature arcs of sagging of power lines, which allows to optimize both working and projected power lines is proposed. The results of this work should be used in electrical networks with overhead power lines of all voltages. The Ukrainian thermal compensator is a new class of equipment for power lines, which solves the problem of temperature extension of wires, using a material that responds to the temperature changes by changing its geometric shape and size and is more reliable than the American one.