hirdetés
hirdetés

Energetika

Innováció a távvezetékek üzemeltetésében

Bemutatjuk a BME Nagyfeszültségű Laboratórium kutatócsoportjának szenzorfejlesztési projektjét.

hirdetés

A villamosenergia-hálózat gazdaságos üzemeltetése nemcsak műszaki, de gazdasági és stratégiai szempontból is kiemelten fontos Magyarországon. A távvezetékek áramterhelhetőségének dinamikus módon történő számításával akár 20-30 százalékkal nagyobb átviteli kapacitás érhető el a határkeresztező távvezetéken is, amely jelentősen hozzájárul a nemzetközi villamosenergia-kereskedés növekedéséhez, valamint a nemzetgazdasági szinten elengedhetetlen energia-biztonsághoz.

A dinamikus távvezeték terhelhetőség módszerének egyik fő kihívása a távvezetékek termikus paramétereinek valós időben történő monitorozása.

Ennek megvalósítására speciális távvezetéki szenzorokat alkalmaznak, melyek extrém üzemi körülményeknek vannak kitéve mind mechanikai mind pedig villamos szempontból. A BME Nagyfeszültségű Laboratóriumának kutatócsoportja számos nemzetközi, Európai Unió által támogatott projekt keretein belül (BestPaths, FLEXITRANSTORE, FARCROSS) kutatja a szenzorok optimális kialakításának, egységes mérési struktúrájának, valamint szabványosításának folyamatát.

Nagyfeszültségű távvezetékek
Nagyfeszültségű távvezetékek

A kutatómunka jelenlegi fázisában egy új, alacsony költségek mellett előállítható távvezetéki szenzor megalkotása és tesztelése zajlik a hazai átviteli-hálózat egyik 400 kilovoltos határkeresztező távvezetékén. Az új távvezetéki szenzor forradalmasíthatja a távvezetéki sodronyok hőmérsékleti mérésének meglévő koncepcióját és jelentősen fellendítheti az új, dinamikus elven történő kapacitás számítás hazai és európai alkalmazását is.

A távvezeték monitoring szenzor fő feladata, hogy az üzemeltetőt valós idejű információval lássa el a sodrony termikus állapotáról. Ebből a célból egy A-típusú Pt100 hőmérsékletmérő szenzor kerül a fázisvezetőre, amely 0,5 Celsius-fokos pontossággal képes mérni a -40 – 100 Celsius-fokos hőmérséklet tartományban. A minél pontosabb mérés elérése érdekében a hőmérsékletmérő egység a szenzorházon kívül helyezkedik el, ahol közvetlen kapcsolatban van a környezeti paraméterekkel.

A szenzor energiaellátó rendszere, valamint az adatgyűjtéshez és a kommunikációhoz szükséges elektronikai háttér magában a szenzorházban található. Az eszközt közvetlenül a fázisvezető sodrony árama táplálja egy beépített áramváltón keresztül. A stabil működés biztosításához a tápegység modul tartalmaz egy DC/DC konvertert, illetve egy túlfeszültségvédelmi egységet is. Az eszköz IP-védettségét fém kötődobozok biztosítják a szenzorházban. Mind a kommunikáció, mind az adatgyűjtés IoT-alapú. A Pt100 hőmérsékletmérőből gyűjtött adatok egy AC/DC átalakítón keresztül kerülnek egy Arduino kártya digitális bemeneteihez. A kommunikáció GSM-hálózaton keresztül biztosított, mind a 2G, mind a 3G kommunikációs protokollok támogatottak. A szenzornak köszönhetően perces felbontással áll rendelkezésre hőmérsékleti adat a távvezetéki sodronyokról.

A szenzorház prototípusának elkészítése 3D-nyomtatás segítségével történt meg, mivel az additív technológia gyorsabb, költséghatékonyabb gyártási lehetőségeket biztosít.
A szenzorház prototípusának elkészítése 3D-nyomtatás segítségével történt meg, mivel az additív technológia gyorsabb, költséghatékonyabb gyártási lehetőségeket biztosít.

A megfelelő technológia kiválasztásánál fontos szempont volt az építőanyag időjárásállósága, a tárgy nagy mérete, ugyanakkor relatív egyszerű geometriai kialakítása. Ezen szempontok figyelembevételével a megoldás a szálhúzásos technológia irányába terelődött. A FFF-nyomtatás esetében nagy előny jelent, hogy a kialakított belső rácsszerkezet erős de könnyű szerkezetet biztosít, így az elkészült modell nem lesz túl nehéz a vezetéken való rögzítéshez. Az alapanyag kiválasztásánál fontos szempont volt, hogy jól ellenálljon a környezeti hatásoknak, ezért választásunk a PET-G alapanyagra esett. A szenzorház fizikai méretei miatt a nagy formátumú Builder Extreme 1500 Pro ipari 3D-nyomtatón készültek el a prototípusok.

BME Nagyfeszültségű Laboratórium kutatócsoportja által fejlesztett szenzor háza
BME Nagyfeszültségű Laboratórium kutatócsoportja által fejlesztett szenzor háza

Az elkészült szenzorház elemek kívülről még kaptak egy UV-álló festékréteget, hogy ellenállóbbak legyenek a napfénynek és kevésbé melegedjenek majd a nyári hónapokban. A két legyártott prototípus közül az egyik már január óta végez méréseket a kijelölt vezeték szakaszon, míg a másikon jelenleg is különböző tesztméréseket végez a kutatócsoport.

A szenzor prototípusa üzemi körülmények között a távvezetéken
A szenzor prototípusa üzemi körülmények között a távvezetéken


A projekt várhatóan 2023-ban zárul majd le.

(forrás: BME)
hirdetés
Ha hozzá kíván szólni, jelentkezzen be!
 
Cikk[269134] galéria
hirdetés
hirdetés
hirdetés

Kiadónk társoldalai

hirdetés
hirdetés
hirdetés
hirdetés