关于架空输电线除冰措施的研究

降低冰灾损失是目前的技术难题,通常的融冰措施可分为热融冰和机械除冰两类,该文简要阐述了利用焦耳效应、短路电流热效应、高频高压激励时介质损耗发热以及双分裂导体间电磁力、短时脉冲引起的电动力除冰的机理,并分析了各方案的利弊及应用范围。此外,介绍了其它国家在此领域取得的科技成果。     

高频交流与直流短路融冰比较研究

利用输电线流过电流产生的热来融冰是一个比较可行的方法.为此,提出用频率为1 kHz的交流电流进行融冰,即利用输电线流过高频电流时电流的集肤效应,使单位长度输电线的电阻增大,与直流融冰电流相比,在相同的有效电流下,相同时间内交流电流产生近2倍于直流的热量来融冰,能够缩短融冰时间,减少经济损失.设计了一套级联型高频高压大功率装置,并用Matlab对该装置进行仿真分析.结果表明,1 kHz的高频交流电流适用于35 kV及以下的电力系统融冰.     

基于OPGW的输电线路覆冰广域监测方法

输电线路大多架设在野外,受自然灾害影响范围较大、程度较深,而覆冰灾害给电网带来的经济损失尤为严重。在分析现有覆冰监测装置的基础上,提出了基于OPGW的输电线路覆冰广域监测方法。该方法以OPGW光缆内部光纤作为传感器,采用光纤布里渊散射技术,结合覆冰广域监测原理模型,分析覆冰与线缆温度变化关系,利用有限元分析软件对OPGW覆冰与未覆冰状态的缆线温度变化进行了热力学仿真。为验证该方法监测的性能及可靠性,在覆冰实验基地进行了现场模拟挂塔试验,试验结果表明,基于OPGW的输电线路覆冰监测能够准确定位和识别覆冰区段与未覆冰区段,实现输电线路覆冰广域监测。     

冰灾天气下架空线路倒塔断线风险评估

架空线路大规模倒塔断线故障是冰灾天气下电网基础设施受损的主要方面,对其进行可靠性建模与风险评估是制定电网除冰策略、布置电网安全防御系统的重要依据.针对冰灾天气下架空线路的群发性倒塔断线问题,建立了架空线路冰风荷载停运风险的可靠性模型.根据冰灾天气下外部气象信息的恶劣程度,评估电网运行可靠性,及时给出电网的运行风险测度与倒塔断线的经济损失.     

输电线路激励融冰的阻波方法研究

高频高压激励融冰是一种实现输电线路在线不停电融冰的方法,然而在输电线路应用高频高压融冰的技术中,既产生激励融冰的高次谐波,又由于激励源内部的电力电子元件产生大量的低次谐波会降低电能质量。对此,针对一种18 kV/40 kHz高频高压激励融冰方法设计一套线路阻波方法,在输电线路两端串联接入高频阻波器,采用单频阻波器原理将40 kHz的高频信号限制在高频融冰通道内;对于激励源产生的低次谐波则利用并联有源电力滤波器,确保电能传输质量。仿真结果验证了该高频融冰线路阻波方法的可行性。     

应用有限元法分析覆冰输电线路高频电源除冰方法

输电线路在冬季风雪的影响下,覆冰可能引发大范围的停电事故以及耗费数目庞大的修复或重建费用。目前世界上虽然有许多融冰方法,但效果均不佳。本文所介绍的高频高压激励融冰法是近年来涌现出的一种新的融冰方法。在高频激励下,覆冰会转变为一种有损电介质,从而引起自身发热,而且高频下导体中电流所具有的集肤效应将使焦耳热在导体与覆冰的交界面集中产生。通过调节频率,可以调节上述两种效应的综合发热效果并最终达到稳定发热与均匀脱冰的良好效果。最后,通过仿真计算得出,与传统的短路融冰法相比,高频高压激励融冰法具有更高的融冰效率。     

Dynamic thermal rating of power lines – Model and measurements in rainy conditions

The transfer capabilities of overhead power lines are often limited by the critical power line temperature that depends on the magnitude of the transferred current and the ambient conditions, i.e. ambient temperature, wind, precipitation, etc. To utilize existing power lines more effectively and more safely concerning the critical power line temperatures and to enforce safety measures during potentially dangerous events, dynamic assessment of the thermal rating is required. In this paper, a Dynamic Thermal Rating model that covers the most important weather phenomena, with special emphasis on rain, is presented. The model considers a dynamic heat generation due to the Joule losses within the conductor and heat exchange with the surrounding in terms of convection, radiation, evaporation, rain impinging and solar heating. The model is validated by comparison of the skin and core temperature of the power line with measurements under realistic environmental conditions.     

500kV紧凑型线路覆冰舞动及非同期摇摆的防治措施

架空输电线路覆冰会引起导线舞动、杆塔倒塌、导线断线和绝缘子闪络等事故,500kV紧凑型线路三相导线成等边倒三角排列,相间距离较常规线路大为减小,如果在覆冰情况下舞动及大风扰动下相间发生非同期摇摆,更容易造成相间距离不足,引起跳闸事故。因此,要减轻覆冰舞动及非同期摇摆的灾害,除在线路设计阶段应尽量避开易覆冰舞动、易风偏区域外,还应配置全面的防治覆冰舞动及非同期摇摆的措施。     

架空输电线路除冰技术分析

如何对覆冰输电线路进行融冰、除冰以降低冰灾损失,目前仍是世界性的技术难题.针对该问题,笔者在现有除冰技术如热力除冰法、机械除冰法以及其它新技术除冰法的基础上,建立了一个简单的输电线路模型,并依次研究各种除冰技术及其实现电路.最后得出适合该输电线路的除冰措施,从而为输电线路在覆冰情况下的除冰提供技术指导.     

输电线路的利用份额及损耗分摊问题

对在电流追踪法的基础上 ,结合电力网络本身的特性 ,合理计算各发电公司所应承担的输电费用 ,正确计及各发电厂对各输电线路的利用份额问题进行了分析。提出了一种适合于电力系统的输电线路的利用份额及损耗分摊计算方法。数字仿真结果表明该方法是可行的     

基于激光点云的高压输电线覆冰厚度反演

高压输电线覆冰是电网安全运行管理维护部门关注的重点致灾因子之一,其中覆冰厚度是输电线路风险评估、除冰策略等研究的关键指标。针对现有覆冰厚度提取精度不高、效率低等不足,提出了一种基于激光点云的高压输电线覆冰厚度反演方法,即模型-应力-冰厚法。首先从两期激光点云中精细提取输电线三维空间模型,结合导线参数提取空载输电线水平应力。然后根据状态方程,计算覆冰输电线水平应力。最后综合覆冰输电线三维空间模型和水平应力,计算其综合比载,最终实现覆冰平均厚度快速反演。实验结果表明:该方法能快速实现输电线覆冰厚度反演,覆冰厚度反演误差最大值为0.30 mm,相对误差为6.58%。该研究对高压输电线路覆冰风险监测与评估具有重要的应用价值。     

输电线路覆冰原因分析及优化研究

输电线路覆冰事故频频发生,对电力的安全生产造成很大影响。分析输电线路覆冰的形成机理及影响因素,指出了混合冻结对输电线路危害最为严重,气象、高度、线路、电场均是影响线路覆冰的因素。建立输电线路覆冰厚度的计算模型,通过对弧垂的受力分析得出了一种计算冰层厚度的算法。提出了输电线路除冰方法和预防结冰的措施,指出了采用合理的抗冰设计是防止输电线路覆冰的最有效措施,并对不同除冰方法进行了技术经济分析,为电网的安全运行和改造工作提供了理论基础。     

极端冰雪灾害下电网安全评估需求分析与框架设计

2008年初中国南方极端冰雪灾害给电力基础设施造成了极大破坏,也引发了对电网安全评估、防御系统设计的诸多思考。该文分析极端冰雪灾害下电力系统安全评估研究现状和新的技术需求,设计考虑冰雪灾害影响的电网安全评估框架,并讨论需解决的关键问题以及各功能模块之间的交互关系。提出气象–电气混合仿真的概念并讨论混合仿真实现的途径。借助PSS/E编程实现基于简化线路覆冰和杆塔受力模型的覆冰–电气混合仿真,算例仿真表明该混合仿真方法可以计算得到给定覆冰模型下气象事件与电气动态的交互影响过程。     

利用远程系统的输电线路覆冰厚度图像识别

架空线路覆冰是危害电力系统安全运行的重要因素之一,迫切需要准确可靠的覆冰监测方法。为此,运用计算机图形学,利用图像滤波、自适应阈值变换和基于LoG算子的边缘检测技术,提出了一种基于远程在线系统的覆冰厚度图像测量方法。结果表明,在使用现有远程终端采集的图片进行单点覆冰厚度识别时,识别精度与图片分辨率呈正相关。使用高分辨率的图片有助于提高识别精度,且较为直观地观察到输电线路覆冰情况。与基于力学的覆冰计算模型相比,能直接测定单点覆冰厚度,对识别绝缘子上覆冰厚度从而预防冰闪有一定意义。     

Transmission loss allocation in a deregulated electrical energy market

This paper presents a new method for transmission loss allocation in a deregulated electrical power market. The proposed method is based on physical flow through transmission lines. The contributions of individual loads to the line flows are used as basis for allocating transmission losses to different loads. With minimum assumptions, that sound to be reasonable and cannot be rejected, a novel loss allocation formula is derived. The assumptions made are: a number of currents sharing a transmission line distribute themselves over the cross section in the same manner; that distribution causes the minimum possible power loss.Application of the proposed method is straightforward. It requires only a solved power flow and any simple algorithm for power flow tracing. Both active and reactive powers are considered in the loss allocation procedure. Results of application show the accuracy of the proposed method compared with the commonly used procedures.     

220 kV线路融冰方案的改进

2008年1月,湖南等南方省份发生了严重的冰雪灾害,220 kV线路覆冰严重。在此次冰雪灾害中,实施传统的高电压等级串多线路的220 kV线路融冰方案比较困难。文章对上述融冰方案在实际应用中遇到的问题进行了分析,针对这些问题提出了一种通过降低融冰电压等级对单一线路进行融冰的新的融冰方案。实际应用结果表明,采用新方案的融冰效果较好。     

高压并联电抗器对750kV线路损耗影响机理研究

750kV线路普遍配置了大容量高压并联电抗器,但在线损分析时往往忽略高压电抗器对损耗的影响,造成750kV电网线损分析结果误差较大。基于此,建立了计及高压电抗器的750kV线路综合损耗模型,分析了高压电抗器对750kV线路综合损耗的影响机理。高压电抗器接入降低了750kV线路无功功率造成的有功损耗,但同时高压并联电抗器也产生有功损耗。随着750kV线路传输功率的增加,高压并联电抗器接入后的750kV线路综合损耗率将呈现先降低后升高的变化规律。在750kV线路电阻损耗和高压电抗器损耗近似相等时,线路综合线损率最低,线路运行经济性最优。     

憎水涂层对铝单丝表面覆冰性能的影响

为研究憎水性涂层对铝单丝表面覆冰性能的影响,在低温过冷水条件下,利用实验室导线覆冰模拟系统试验研究了不同憎水性铝单丝表面覆冰的形成过程.研究发现:用普通憎水涂层涂覆铝单丝虽不能抑制表面覆冰的形成和增长,但可以延缓表面覆冰层的形成时间;硬脂酸涂覆制备的超憎水铝单丝表面可以有效抑制表面覆冰的形成和增长.分析表明:普通憎水性表面可以抑制表面附着水滴的湿润和扩散,但表面附着水滴与涂层间的作用力较大,水滴滑行角较大,水滴小易滑落表面:硬脂酸涂覆制备的超憎水铝单丝表面具有特殊的微纳米结构和较小的水滴滑行角,不利于水滴的粘附和冻结.     

低压载波通信信道阻抗测量与信号建模(英文)

在低压电力线上,阻抗随时间和频率的变化会造成电力载波通信信号的衰减、反射和多径传播,严重影响低压电力线载波通信产品的性能,但由于低压电力线上的阻抗受拓扑结构和所连接的电气负载的影响,具有复杂多变的特征,因此很有必要测量并总结阻抗随时间和频率的变化规律。通过现场测量,采集了部分低压配电网中不同通信节点在100~500-kHz频率之间的阻抗特征数据,并基于这些测量数据,利用阻抗推导法建立了信号衰减模型和基于二端口网络的信号传输模型。仿真结果表明,所建立的信号衰减和传输模型能够有效逼近实际测量结果。     

VLF电压试验电压幅值与试验时间的优选

VLF电压试验电压(UT)和试验时间(tT)的选取直接影响到有效地发现绝缘缺陷的概率,但目前电力电缆线路VLF电压试验时如何选取UT和tT仍无明确结论。1980年以来各国标准规定值差异很大,试验的有效性和等效性尚在探讨之中,目前一般取UT=2~3.5U0(U0为相电压),tT=15~60 min。长期积累的运行经验和理论及试验研究证实,延长tT和提高UT将对电缆介质造成不可逆损害,导致介质早期击穿。因此结合国内外现场和试验室研究结果并采用数理统计分析的方法优选了VLF(0.1 Hz)UT和tT。结果表明:UT=3U0时,tT取40 min,基本能够满足电力电缆线路绝缘品质判别的现场试验要求。