输电线路融冰、除冰技术研究综述

文中研究分析了国内外输电线路融冰、除冰研究成果和最新研究进展,详细阐述了国内外目前采用和正在研究的除冰新技术的原理和应用情况;从有效性、安全性、技术性、可操作性和经济性等方面对这些除冰技术及方法进行了综合风险评估,并对其应用价值和市场前景做出了评估。得到了在电网设备的防冰和除冰方法中,不存在既具有安全性、可操作性,又能有效且经济的除冰技术的结论。提出了在输电网络除冰工作中,应把预防电网冰雪灾害工作放到更加重要的位置,重视输电网络覆冰的理论研究,认真分析冰灾原因,不断研究新技术、新方法,提高防冰、除冰水平的建议。     

基于短期覆冰预测的电网覆冰灾害风险评估方法

冰雪灾害会严重影响电力系统的安全稳定运行。为准确评估覆冰情况下电网所面临的风险,提出了基于短期覆冰预测的电网覆冰灾害风险评估方法。该方法根据覆冰预测系统预测得到未来数天内的输电线路覆冰厚度,根据时变结构可靠性理论建立了输电线路时变失效率模型,建立了考虑融冰装置的输电线路修复时间模型与融冰装置使用间隔时间的模型;针对传统序贯蒙特卡洛法难以反映覆冰线路时变失效率的问题,提出一种可考虑时变失效率的序贯蒙特卡洛模拟法,并将其用于覆冰灾害下的风险评估。以IEEE RTS-79系统为研究对象,验证了所提模型与方法的有效性;分析了覆冰预测间隔时间和融冰装置数量对电网风险的影响,并给出了相关建议。     

输电线路覆冰特点及防冰技术研究综述

分析冰灾发生的气候背景等因素,详细阐述国内外目前采用和正在研究的防冰新技术的原理和应用情况,从有效性、安全性、技术性、可操作性和经济性等方面对这些防冰除冰技术及方法进行了综合评估,并对其应用价值和市场前景做出了评估。得到在电网设备的防冰方法中,不存在既具有安全性、可操作性,又能有效且经济的防冰技术的结论。提出在输电网络防冰除冰工作中,应把预防电网冰雪灾害工作放到更加重要的位置,重视输电网络覆冰的理论研究,认真分析冰灾原因,不断研究新技术、新方法,提高防冰水平的建议。     

基于灰色支持向量机的输电线路覆冰厚度预测模型

为了降低输电线路覆冰事故对电网安全造成的严重影响,对输电线路覆冰厚度进行预测将能够有效地指导电网抗冰工作。提出了基于灰色支持向量机的输电线路覆冰厚度短期预测模型,分析了样本中脏数据的剔除及数据预处理方法,通过模型预测值与实测数据的对比验证了该模型的准确性和适用性,根据模型预测的线路最大覆冰厚度值对现场观冰、冰情预警以及开展交直流融冰提供策略指导。将该模型与传统的支持向量机和广义回归神经网络覆冰预测模型进行了对比,结果表明,该模型平均误差为0.325 mm,平均绝对百分误差仅为2.61%,适用于输电线路覆冰厚度短期预测。在易覆冰地区,应用该预测模型能够更好地指导输电线路抗冰工作。     

电网覆冰防治方法和研究进展

分析了国内外电网几种典型的覆冰防治方案,总结了俄罗斯、加拿大和美国等的电网防冰方法及其进展情况,讨论了各种除冰防治方法的特点,重点讨论和比较了过电流融冰法、短路电流融冰法和直流电流融冰法3种大电流融冰方法的特点,提出了应重视电网防冰工作、加强实用技术研究、加强防冰工作的系统性和标准化研究以及输配电系统的鲁棒性建设的防治覆冰建议,以期为提高电网的安全可靠性、增强电网防冰减灾和防止其它类似自然灾害的能力提供参考。     

高压输电线路电热融冰技术

高压输电线路冰灾严重威胁电网的安全运行,覆冰线路的电热融冰是复杂的多物理场非线性过程,从理论上揭示覆冰导线的融冰机理,分析多种计算条件下LGJ-70/10和LGJ-400/65型导线雨凇覆冰的融冰时间,提出电热融冰技术领域中关系到融冰效率、线路安全以及节能所需考虑的最短融冰时间的重要参数,总结了覆冰厚度、覆冰温度、导线温度、环境温度以及对流载荷对最短融冰时间的影响,为高压输电线路的融冰技术应用和发展提供可靠的分析依据。     

湖南电网覆冰输电线路跳闸事故分析及措施

分析了2004年12月湖南电网输电线路覆冰跳闸事故的主要原因-绝缘子串冰闪及其机理。比较了各种防覆冰跳闸措施的效果和利弊,并指出应从设计、施工、运行和维护等环节着手,采取避、抗、改、防等措施加以防冰,一旦出现覆冰应积极采取融冰和除冰措施。     

分裂导线阻抗调节防冰及融冰方法

目前广泛应用的输电线路交、直流融冰方法已不能满足当前电网安全性、可靠性的要求以及智能电网的发展。使用分裂导线的阻抗调节来实现其自身的防冰或者融冰,具有实时性和不断电作业等优点,是一种非常有前景的输电线路覆冰防御方法。即对阻抗调节应用于输电线路防冰、融冰的具体方法进行了研究。根据分裂导线阻抗调节的功能和特点,首先对使用该方法进行线路防冰、融冰的基本原理和要求进行了论述,同时也引出了需要计算的关键参数:对于防冰方法主要是解决最大间隔时间和最小负荷电流的计算问题,对于融冰方法主要是进行融冰时间的简化计算;然后在此基础之上,推导得出使用阻抗调节进行防冰、融冰的具体方法,包括子导线导通数目的选择及其导通时间的确定。在多功能人工气候室内进行了防冰和融冰的模拟试验,试验结果表明对防冰、融冰方法的计算是合理的。为分裂导线阻抗调节方法在防冰、融冰方面的应用提供了一种借鉴方案。     

提高贵州电网融冰效率探讨

对贵州电网融冰能力、线路重要程度排序、融冰操作原则及时间控制策略进行了介绍,探讨了在电网大面积覆冰情况下,如何深化管理技术创新,提高电网融冰效率,保障电网安全稳定运行,并对防冰抗灾后续完善工作提出建议、     

输电线路覆冰问题综述

输电线路覆冰问题由来已久,但伴随着全球气候变暖,极端天气的频现,输电线路覆冰致灾问题愈发严重,给我国电网的安全及稳定运行带来了巨大挑战。针对输电线路覆冰类型、覆冰形成的机理以及微气象等因素对覆冰形成和其对线路安全的影响作了详细分析。在分析的基础上,对输电线路覆冰监测技术,覆冰预警技术,导线防冰涂层技术,机械除冰技术,交、直流融冰技术,被动除冰理论等进行了深入剖析。最后,阐述了应对输电线路覆冰的新技术、新措施、新成果、新趋势及亟待解决的问题。     

电网大面积冰灾分析及对策探讨

为提高电网抵御自然灾害的能力,分析了2008年1月中旬至2月上旬我国南方地区电网发生大面积冰灾的特点及原因。认为持续的雨雪冰冻天气带来的绝缘子严重覆冰、覆冰产生的过荷载、不均匀覆冰等,导致了电网发生倒塔断线、冰闪跳闸、导线舞动、设备损坏、电网解列、大面积停电等冰灾事故。结合电网遭受破坏后出现的问题,提出了应从冰区划分、路径选择、线路设计及改造、冰闪防治、应急运行方式、融冰技术等方面采取对策和措施,以防止和减少严重覆冰对电网造成的破坏和影响。并针对此次电网大面积冰灾的特点提出了今后的研究重点,包括冰情监测及预警、杆塔破坏特性、线路设计参数及标准、绝缘子冰闪特性、防冰材料、除冰手段、融冰装置等。建议从多个环节开展全方位研究。     

雨凇冰层热导率影响因素的试验分析

冰层的导热率是电网覆冰及融冰机理研究中的一个关键参数,它表征了冰层传热的快慢从而决定了覆冰及融冰的速度。因此,冰层的导热率是预测覆冰增长、合理选定融冰电流及确定融冰时间的基础。在当前的覆冰及融冰研究中,当覆冰密度较小时导热率的选取主要依据Abels、Jason、Devaux、Yoshida等人提出的经验公式,当覆冰密度...     

南方电网直流融冰技术的研究与应用

极端寒冷气候条件引起的输电线路覆冰会导致输电线路严重受损,造成电网部分或全网停运。融冰技术和覆冰预警系统的研究与应用对于电网抗击冰灾具有重大的意义。文章介绍了由南方电网技术研究中心实施的融冰技术研究的几个方面,包括融冰关键参数试验、直流融冰装置样机的研制、覆冰监测预警系统研发等。详细介绍了60MW、25MW和500kW直流融冰装置样机设计、工厂测试和变电站现场测试。研究成果表明,在直流融冰技术在关键技术上取得了一批具有自主知识产权的原创性成果,并建立了国内第一个完整的直流融冰集成技术体系;覆冰监测预警系统研发实现了线路灾害（覆冰）预警系统的系统功能规范化、终端功能集成化,通信规约统一化和应用支撑平台一体化。     

雪峰山自然环境试验站覆冰试验技术

人工模拟环境下的覆冰形态与自然环境下的实际情况存在一定差异,建立自然环境覆冰试验站并开展输电线路覆冰机理、冰闪特性、覆冰监测及预警技术、防冰除冰新技术等研究对保障电网安全具有重要作用。重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室建立了雪峰山自然覆冰试验站;通过在不同位置架设多基铁塔实现了导线、绝缘子等不同大气结构物的安装;采用试品与悬挂点之间安装拉力传感器并结合气象参数测量仪实现了对各种试品覆冰过程的监测;架设专用试验电源线并配置交、直流和冲击电源装置实现了输电线路绝缘子自然覆冰电气试验方法及覆冰闪络特性、输电线路融冰、脱冰、除冰技术等的研究。3 a多的运行证明雪峰山自然覆冰试验站具备开展输电线路覆冰试验的能力,自然环境气象参数不可控且无规律可循,大气结构物覆冰随时间增长而呈非线性关系,采用合理的措施能实现输电线路防冰、除冰。雪峰山自然覆冰试验站的建立为电力系统开展防冰减灾相关课题研究创造了良好的试验平台。     

我国南方地区电网大范围覆冰灾害的特点分析与防治措施

根据2008年初我国电网发生冰灾的事故统计及现场调研情况,文章从气象、地理及电网设施故障等方面总结了造成此次电网覆冰灾害的特点,并进行了原因分析。分析认为绝缘子严重覆冰后爬距大幅减小以及冰中存在的污秽导致了线路频繁冰闪,线路实际覆冰厚度显著超过设计值,荷载过大引发了倒塔和断线,不均匀覆冰导致了导线舞动以及变电设备损坏。结合电网遭受破坏所反映出的问题,提出应从冰区划分、路径选择、线路设计及改造、冰闪防治、应急运行方式、防冰融冰技术等方面采取防治措施或开展相应研究,以提高电网在极端气候条件下的安全运行水平。     

交直流线路融冰技术研究

对交直流线路融冰技术进行了研究,论述了我国交直流输电线路冰害季节电网的受损情况,明确了临界融冰电流、融冰时间和最大融冰电流的计算方法。本着不增加投资或少增加投资和投资后经济效益最大化的原则,对交直流输电线路分别提出了基于静止无功补偿器的交流输电线路融冰方法和策略、常规直流输电线路和特高压直流输电线路的融冰方法和策略,并对上述方法和策略的具体实施步骤进行了详细地分析,指出今后还需对不同气象条件下的覆冰机理、融冰时防止融冰闪络的措施、绝缘子串及铁塔融冰措施等方面开展进一步研究。     

电网冰灾案例及抗冰融冰技术综述

介绍了近年来世界范围主要冰灾案例。综述有关电网应对冰灾影响的文献资料,认为开展电网冰灾综合防治体系,主要包括以下3个层面：一是在覆冰严重的重要线路推广使用覆冰监测预警系统,分析电网安全风险,提高电网防冰抗冰的灾害预防能力。二是适当提高潜在的重冰地区输电线路的设计标准,针对不同的区域,除应用成熟的“过电流融冰＂和＂直流电流融冰法＂等方法外,开展基于新技术、新材料的抗冰防冰措施研究,因地制宜采用抗冰融冰技术。三是建立完善的电网恢复决策支持系统,当输电系统遭遇冰灾时,能有效地整合资源,修复电网,迅速地恢复电力供应。     

国内外抗冰融冰技术研究综述

冰冻灾害对电网的安全运行造成极大的危害,通过分析云南电网受灾区域覆冰主要特征、导线覆冰的成因与条件、国内外防冰除冰技术、抗冰融冰技术研究国内外开展情况,对云南电网抗冰融冰研究工作提供建议.     

输电线路地线融冰的热平衡分析与计算

根据我国电网覆冰的现状,结合国内外融冰的实践经验,在分析地线融冰机理的基础上,结合传热学的原理,建立椭圆融冰的数学计算模型,从工程应用的角度出发,研究最小融冰电流的计算方法.通过计算LBGJ-100-20AC、LBGJ-120-20AC、LBGJ-150-40AC这3种铝包钢绞线的地线融冰电流,分析覆冰厚度、风速、环境温度以及融冰时间等因素对地线融冰的影响;计算不同地线材料与融冰电流的关系;最后,通过该文提出的计算模型计算目前输电线路工程常用地线材料的最小融冰电流.计算结果与目前工程应用较多的布尔斯道尔夫融冰电流计算公式对比,发现2种方法的计算结果吻合较好.分析计算结果表明:在架空输电线路直流融冰过程中,融冰电流是由覆冰厚度、环境温度、风速和地线材料等参数共同决定,其中,环境温度、覆冰厚度和地线材料对地线短路电流融冰均有显著影响,但风速的影响相对较小.该文提出的融冰电流计算模型,为输电线路地线融冰电流的选择及融冰装置的设计,提供了有效的参考.     

浅析都匀电网110kV线路方式融冰与交流短路融冰特点

都匀电网冬季易发凝冻灾害,110kV线路应及时根据覆冰跟踪情况安排融冰以避免发生因覆冰导致线路倒杆的事故。根据都匀电网2011年初凝;东期间实施的110kV线路方式融冰和交流短路融冰的实际情况,分析并总结了都匀电网110kV线路采用的两种融冰方式的特点及今后需要改进的方向,并对未来都匀电网融冰规划提出意见及建议。