输电塔线结构体系除冰新方法

针对当前除冰方法的除冰效率、适用性无法满足输电线路对高效、适用除冰方式的需求,提出一种新的除导线覆冰的方法:假设在无外荷载时,覆冰与导线紧密结合,建立冰-线组合结构输电塔耦联模型,导出耦联模型的运动方程。对耦联模型中的冰-线组合结构施加与覆冰自振频率接近的激振力,由于覆冰自振频率远离导线自振频率,基于共振原理,使激振力作用下的覆冰破碎脱落,而导线完好,从而求出运动方程的解析解,并获得新的基于共振理论的输电线路除冰方法。     

激励条件下高压输电线路除冰技术应用研究

高压输电线路的除冰要求高效、稳定的实施。为了提高线路的除冰效率,提出了一种局部高频激励除冰方法,即由偏心振子激励一段两端约束的覆冰导线,产生交变应力和位移,使覆冰破碎并脱离导线,从而实现线路的除冰。从理论上揭示激励条件下覆冰导线的脱冰机制,以LGJ—70/10雨凇覆冰导线为数学模型,分析研究其在激励载荷作用下的动力响应,考察导线覆冰区域的应力分布和位移。仿真计算结果表明:导线覆冰区域的应力随着激励频率和位移的增加而增大,通过与多个低温环境下一系列不同截面覆冰导线样本的压缩强度实验结果对比发现,在计算参数范围内,导线覆冰区域产生的应力可以很好地达到其破碎强度,证明了其理论可行性。研究表明,在工程实施过程中,应尽可能提高激励频率,降低激励位移,以避免线路大跨度脱冰引起的跳跃,保证除冰作业的稳定性。     

架空输电线路覆冰危害及防冰除冰的措施

架空输电线路覆冰会引起导线舞动、导线不均匀脱冰和过负载等事故灾害.介绍了架空输电线路引起覆冰的原因,并详细阐述了我国目前通常采用的防冰、除冰措施,对几种机械除冰和热力除冰的方法进行了分析比较,为架空输电线路的防冰、除冰,安全运行提供了一定的借鉴.     

输电线路导线覆冰图像处理与识别技术

导线覆冰厚度识别是输电线路覆冰在线监测的关键技术之一,准确可靠的输电线路导线覆冰状态监测系统能够有效地指导输电线路导线除冰工作.根据远程图像直观和图像数据可靠的特点,基于数字视频图像处理技术的输电线路覆冰厚度识别和计算方法,将图像通过灰度化、二值化、形态学预处理及Radon变换直线检测等步骤识别导线轮廓,通过导线覆冰前后图像像素点比较计算导线覆冰厚度,并将结果与其他计算模型得到的覆冰厚度进行了比较和验证.最后提出了优化、完善导线覆冰识别的改进方向.     

输电线路导线基于灰色1-IAGO Verhulst-双重BP神经网络覆冰厚度监测

高效正确的输电线路导线覆冰厚度监测对电网的安全稳定运行有着重要影响,为了能更好地监测输电线路导线的覆冰厚度并能及时进行除冰工作,提出一种基于灰色1-IAGO Verhulst-双重BP神经网络模型对输电线路导线进行覆冰监测的方法。实践证明,这种方法对数量众多、所处地点环境特性各异的多处输电线路导线进行的覆冰监测高效正确、精度较高。     

采用涡流自热环防止输电线路冰雪灾害的方法研究

输电线路覆冰现象对电网的安全运行造成极大危害,国内外一直在探索和研究各种对于输电线路防冰止雪的有效方法和技术措施.该文根据输电线路导线覆冰积雪的形成过程,提出在导线上分段加装铁磁复合材料制成的涡流自热环,使其在导线传输电流产生的磁场下产生电磁热损耗,实现导线不停电自动除冰方法.该文通过磁热分析,对不同传输电流下涡流自热环的发热功率特性进行了计算;同时通过对导线除冰过程热平衡的分析,计算出不同风速、不同温度条件下导线的临界除冰功率.在人工气候室内开展LGJ?400/35导线的涡流自热环防/除冰试验.试验结果表明,间隔布置的涡流自热环可以明显抑制导线覆冰的形成,除布置处完全融冰外,可使整段导线的覆冰质量减少18.38％～30.61％.理论和试验结果表明,对微地形、微气象地区等电网小范围重冰区而言,涡流自热环是一种简单、有效的不停电导线防冰除冰措施.     

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。     

输电线路典型覆冰事故及防治技术分析

输电线路覆冰严重威胁了电力系统的运行安全。在总结中国输电线路典型覆冰事故的基础上,对中国输电线路覆冰事故特点、事故原因及防治技术措施进行了总结分析。分析结果表明:中国输电线路覆冰事故具有覆盖面积大、机械故障和电气故障并存等特点;严重覆冰引起过荷载、不平衡张力、覆冰闪络及导线舞动是造成覆冰事故的主要原因;防冰除冰、防覆冰闪络及防覆冰舞动是防治输电线路覆冰事故的主要技术方向。     

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。     

考虑架空输电线路状态的线路覆冰监测系统的研究

近年来,我国输电线路冰灾情况日益严重,能够准确监测线路覆冰情况,进而采取防冰、除冰的措施显得至关重要。目前国内已经有了些架空线路的覆冰力学模型,但各个模型对于现场线路覆冰的监测还有一定的误差。分析了现有的覆冰力学计算模型,提炼了力学模型的关键计算量,提出基于直线塔受力分析的覆冰计算模型。该模型利用架空线路状态方程计算导线温度和外力变化,导线长度、水平应力和垂直荷载的变化,从而求解出导线覆冰的重量和覆冰的等值厚度。该覆冰模型已经应用在覆冰在线监测系统里面,涵盖覆冰模块的建模以及监测系统的监视和告警功能的展示     

输电线路激光除冰技术试验分析及工程应用设计

为防止覆冰对输电线路的危害,从理论分析、模拟试验、工程应用设计等方面系统研究了输电线路激光除冰技术,分别得出了CO2、Nd:YAG激光除冰特性:1.5kW CO2激光融冰体速度约为728.5mm3/s,单位能耗为2.08J/mm3;Nd:YAG固体激光融冰效果稍高于CO2激光,突出优点在于其热应力除冰;激光除冰时瓷绝缘子安全阈值约20.5～54.4J/mm2,复合绝缘子远小于该值,导线安全阈值很高,几乎不会损伤。结果表明激光可用于输电线路除冰,具有热融冰效应和热应力效应,如结合机械除冰可大大提高除冰效率和效果。根据研究结果提出了其工程应用设计方案:工程化车载式激光除冰系统选用固体激光器,输出功率1～1.5kW,光斑直径15～20mm,发散角3mrad,作用距离为100～1000m,激光电源采用车载发电机,总功耗≤50kW。预计未来3～5a激光除冰速度将可提高3～4倍,激光除冰系统可向小型化、便携式方法发展。     

直流融冰装置在南方电网的应用分析

基于2011年1月南方电网的抗冰实践,分析直流融冰装置的实际应用情况,包括南方电网直流融冰装置的配置、融冰效率和应用效果。结论为:直流融冰装置在这次抗冰实践中为实现220 kV及以上线路不倒塔、县级以上城市不停电发挥了重要的作用,但要在严重冰灾下综合发挥融冰装置作用,南方电网融冰体系尚待进一步完善。建议优化融冰方案,完善融冰过程控制,最大限度发挥现有直流融冰装置的作用;同时,适当增加融冰装置冗余配置,通过提高保线能力和融冰效率以增强保网能力,并进一步开展研究以解决地线的覆冰问题。     

交直流输电线路热力融冰技术分析

针对输电线路覆冰严重影响电力传输可靠性的问题,对多种热力融冰技术进行了研究。阐述了热力融冰技术的基本原理,重点介绍了热力融冰技术中交流融冰和直流融冰的方法,以及国内各种交流融冰方案和直流融冰装置的研究进展。通过对比各种交流融冰方法的特点,以及应用于交流线路与直流线路的直流融冰装置的特点,划分了几种融冰方法各自的适用范围,并对未来直流融冰装置的发展进行了探讨与展望。     

超高压输电线路直流融冰过程中接地故障定位技术

直流融冰技术是解决超高压输电线路覆冰问题的有效方法。由于融冰过程中冰水的掉落易导致输电线路的单相接地故障,研究了融冰线路的故障定位方法,以保障融冰过程的顺利进行及融冰设备的安全运行。首先对直流融冰系统的组成及整流器拓扑结构、控制策略进行了介绍并搭建了融冰系统的详细仿真模型。针对定电流控制方式下直流融冰线路的单相接地故障,通过对沿线电压分布的深入分析,提出了基于贝瑞隆模型的直流融冰线路接地故障定位方法。利用PSCAD/EMTDC仿真软件对融冰线路故障进行了仿真验证,结果表明该方法能够实现融冰线路接地故障的快速准确定位。     

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。     

电力架空线路覆冰雪的国内外研究现状

总结了国内外电力覆冰雪的研究现状,包括线路覆冰雪造成的危害,以及覆冰雪与气象因素之间的关系、覆冰雪增长预测模型、冰雪在线监测、线路除冰技术等方面的研究成果。文章还介绍了作者研发的输电线路冰雪在线监测系统的实际运行效果,并重点分析了转移负载法、短路法、交直流电流法等几种常见热力除冰方法的适用条件。     

一种5kHz逆变串联型高频激励融冰电源及其控制策略研究

输电线路覆冰会危害电力系统安全稳定运行,高频激励融冰作为一种新型的融冰方法,具有可在线融冰的技术发展前景。高频激励电源是该融冰技术的核心装置,文中研究了一种5kHz高频激励融冰电源。通过H桥功率单元模块串联实现大功率的输出,采用载波相移调制技术降低开关频率,增大逆变器的输出电压及功率。提出了一种在双闭环控制的基础上增加一个电压幅值外环的控制方法,有效地改善了系统的动态性能和稳定性,消除了系统静差,得到了良好的输出波形。仿真验证了高频激励电源设计及其控制方法的可行性。     

考虑输电线路安全的机械除冰次序优化

机械除冰是应对输电线路覆冰灾害的重要手段,现有研究主要集中在除冰方法的改进,而对机械除冰实施过程的影响研究较少。研究发现在机械除冰过程中,如果按照从输电线路一端开始顺序除冰的策略,杆塔承受的最大不平衡力可能超过设计标准,影响输电线路安全,而不同的除冰次序会产生不同的最大不平衡力。为此,有必要对机械除冰的除冰次序进行优化,提高机械除冰的安全性。首先分析了机械除冰过程中除冰次序对杆塔平衡力的影响,然后建立了输电线路机械除冰次序优化模型。由于该模型为非线性、多约束模型,采用遗传算法对不同档导线覆冰清除的次序进行优化。仿真分析表明,优化后的除冰次序能够有效地降低杆塔承受不平衡力,提高机械除冰过程中输电线路的安全性。     

输电线路融冰过程监测系统的设计与实现

研发的基于GSM SMS和Zigbee网络的输电线路融冰过程监测系统,可同时监测线路微气象条件(温湿度、风速、风向、雨雪及气压等)、线路覆冰状况(覆冰导线的重力变化、绝缘子倾斜角、风偏角、导线舞动频率等)和运行导线状态(温度和电流)3方面信息,运行人员可根据这些监测数据进行线路融冰特性和温升特性的研究,从而实现了对融冰启动、融冰过程和融冰效果的自动监测。     

基于不可控整流移动式直流融冰装置的研究

针对湖南电网输电线路的冰冻灾害,提出了基于不可控整流的直流融冰技术,并研制了移动式直流融冰装置,可实现0～150km各种线型的输电线路融冰,解决了输电线路线型复杂、长度不等的融冰问题.移动式直流融冰装置对长沙向阳变电站110kV向黄I线进行了现场试验,该导线型号为LGJ-185,长度为12.626km,施加603A电流...