基于置信区间的高压输电线路融冰时间等权平均研究分析

导线的覆冰是我国南方地区输电线路常见的自然灾害,电热融冰技术是输电线路除冰的主要方法之一。高压输电线路的电热融冰是多物理场的非线性过程,融冰时间的长短受多种因素的影响,是关系到融冰效率的一个重要参数,本文用置信区间的等权平均对融冰时间进行分析研究,建立适合导线融冰分析的3自由度覆冰模型,确定出融冰时间的置信区间以及等权重平均值,并总结了覆冰厚度、导线温度、环境温度、以及对流换热系数等多种边界条件对LGJ-90/25、LGJ-300/40以及LGJ-500/45型雨凇导线等权重平均融冰时间的影响,为高压输电线路的融冰技术的应用和发展提供理论的分析方法和依据。     

特高压直流输电大截面导线带电覆冰与融冰特性试验研究

现有小截面导线覆冰和融冰规律不能直接线性换算至大截面导线,为此在人工气候实验室开展LGJ-720/50和JL/G3A-900/40这2种特高压直流输电大截面导线的带电覆冰与融冰试验,分析覆冰厚度增长与电流和气象参数的变化规律,得到大截面导线融冰时间与融冰电流、环境温度和风速、覆冰厚度的特性曲线。研究结果表明运行电流通过产生焦耳热降低水滴在大截面导线上的冻结系数能抑制覆冰增长;风速增大、降雨量增加可以增大水滴的碰撞系数和收集系数,温度降低可增大冻结系数,从而加快导线覆冰增长速度;环境温度还决定着导线覆冰类型。大截面导线融冰时间主要取决于导线表面需要融化的冰层厚度,并随着融冰电流的增大逐渐减小;环境温度越低,风速越大,融冰时间越长;融冰时间随覆冰厚度增加呈线性规律增长。研究结果能够为特高压直流输电线路阻冰和融冰提供理论指导。     

输电线路直流融冰时间及影响因素分析

输电线路覆冰是困扰输电企业的重要问题。本文以常见的LGJ-70/40,LGJ-240/30和L GJ-400/65等钢芯铝绞线作为研究对象,以传热学相关理论为指导,分析了钢芯铝绞线的融冰物理过程,建立了一种分析输电线路直流融冰时间的融冰模型。     

500 kV超高压输电线路负荷交流融冰研究

输电线路融冰方法的研究对提升输电线路运行可靠性具有重要意义。首先,基于热传学分析了负荷交流融冰热力学特征,建立了500 kV架空输电线路JLHA3-425铝绞线覆冰模型。然后,仿真分析了施加融冰负荷电流时覆冰导线温度分布,获取了了风速、环境温度、冰层厚度对融冰电流和融冰时间的影响,并通过安双5375和安岭5376超高压线路的实际融冰,验证了所提方法的可行性与有效性,有助于进一步提升架空输电线路融冰技术的发展与推广。     

配电网导线覆冰与融冰特性试验研究

研究导线的覆冰与融冰特性是提高冰区线路抗冰能力的关键,目前研究以主网导线为主,配电网线路抗冰缺乏有效的理论指导。通过在人工模拟气候室开展LGJ-95、LGJ-120、LGJ-150导线不带电流覆冰、带电量覆冰试验和融冰试验,得到了导线覆冰与融冰特性。研究结果表明,导线截面会影响导线覆冰厚度;导线临界覆冰电流与环境温度、风速、导线型号有关;风速和温度对导线融冰时间影响较大,两者的影响权重基本一致,提出了适合三种型号导线融冰电流范围。研究结果可为配电网线路抗冰提供理论指导。     

高压输电线路电热融冰技术

为解决传统高压输电线路电热融冰速率慢的问题,研究电热融冰技术.在明确高压输电线路电热融冰原理的基础上,确定高压输电线路电热融冰损耗热量,计算高压输电线路电热融冰电流,补偿高压输电线路电热融冰功率因数,接入高压输电线路电热融冰电源,实现高压输电线路电热融冰.设计实例分析结果表明,设计的技术融冰速率明显高于对照组,能够解决传统高压输电线路电热融冰速率慢的问题.     

220kV站街变直流融冰装置试验及其应用

直流融冰是解决架空导线覆冰是最直接、最有效、最可靠的融冰方式之一,但由于直流融冰装置只在线路覆冰期间投入运行,大部分时间都处于冷备用状态。为保证直流融冰装置在线路覆冰期间能正常运行,须定期对直流融冰装置进行检查及低压整流试验,通过试验检查晶闸管、二次系统设备的工作状况,使直流融冰装置在覆冰季前进入热备用状态,保证输电线路在冰灾期间的安全稳定运行。     

500kV输电线路融冰技术研究

对500kV输电线路导线进行了融冰电流--时间特性试验温升试验,计算研究了改变线路潮流分布实现防止线路覆冰和融冰的可行性、三相短路融冰的可能性、直流融冰的可能性,研究了采用新型导线融冰的可行性.在此基础上,提出了相应的500kV输电线路融冰方案.     

直流融冰试验中四分裂导线收缩现象有限元分析

为预防导线粘连带来的危害,研究典型500 kV输电线路四分裂导线在直流融冰试验时的子导线收缩现象,根据3维有限元法对分裂导线LGJ-4×400/35与450 mm×450 mm方型阻尼间隔棒进行实形建模。在温度为-5℃、风速为5 m/s、覆冰厚度为10 mm的环境气候下,直流融冰电流分别为1 000、2 000、3 000、4 000 A的条件下,研究分裂导线和间隔棒的磁场分布,计算单位长度输电导线的电磁力;利用找形分析法建立悬链线模型,在500 m档距内,计算分析了输电导线在覆冰作用下的垂直位移,张力;在60 m最大次档距下,计算分析了覆冰和电磁力共同作用下分裂导线收缩位移;仿真证明了融冰电流在3 000～4 000 A范围内,500kV输电线路四分裂导线出现明显收缩现象。     

自然条件下导线覆冰形状及对融冰过程的影响研究

架空输电导线覆冰灾害是极为严重的自然灾害之一。目前采用大电流直流融冰技术是解决架空输电线路覆冰灾害最有效的方法,而导线覆冰形状对直流融冰时间有显著影响。文中在自然覆冰试验站开展了导线覆冰形状测量和直流融冰试验研究。研究表明:导线上的覆冰形状随着导线位置的改变而变化,单导线与分裂导线相比变化差异更显著,靠近铁塔处导线的覆冰较薄,越靠近中部导线的覆冰厚度增加,融冰时需要融化的冰层体积也随之增加;导线布置方式对导线的覆冰厚度及需融化冰层的体积也有影响;由于分裂导线不容易发生扭转,导线上的覆冰形状随着导线变化的幅度较单导线布置方式小;融冰试验结果表明,融冰过程中导线两端的覆冰首先发生脱落,而中部的覆冰最后脱落,导线融冰时间出现一定的分散性。     

线路绝缘子串防冰闪措施及机理分析

线路绝缘子发生覆冰闪络故障，对线路安全运行造成了威胁。绝缘子发生冰闪的主要原因是冰凌桥接绝缘子串裙边，而融冰水电导率高，则造成冰闪电压大为降低。阻隔导电率高的融冰水形成闪络通道的水帘，是提高覆冰绝缘子串冰闪电压的基本措施和方法。     

直流融冰试验在宁波电网的应用

直流融冰是输电线路应对冰灾的一种有效手段。以一条220kV线路直流融冰试验为例,对融冰线路两侧状态的定义和调度操作要求作了明确规定,分析了通过对矩阵闸刀的切换来调整直流融冰装置的融冰模式,并给出了继电保护定值的整定原则。实际试验数据结果分析表明,优化电网中直流融冰装置的布点原则、操作流程并考虑各种风险和约束的融冰调度策略可有效提高融冰效果。     

OPGW热力融冰技术方案

我国大部分输电线路都架设有OPGW,OPGW断线将导致电力通信通道中断,会危及电力控制系统的正常运行,在冰灾多发地区,OPGW的融冰与导线和地线同样重要。文章讨论了3种OPGW热力融冰技术方案,提出一种在内部放置绝缘导线的OPGW结构,经检测,该结构的OPGW绝缘耐压≥9kV,机械和光学性能满足设计要求,实际融冰效果有待在实际试验线路中加以验证。     

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。     

35kV交流融冰变压器的改造方案

在利用交流短路对线路进行融冰的时候,由于电源电压为固定电压,不能调节,大大限制了交流短路融冰的实际应用。如果有一个能够调节输出电压的电源,将大大提高交流短路融冰的应用范围,提高融冰效率。介绍利用现有35kV变压器进行简单改造后,就能够实现对10kV～110kV大多数线路进行交流融冰的方法。     

考虑融冰因素的输电线路覆冰故障概率计算

根据导线覆冰表面热平衡方程分析内外部融冰因素对导线冰载荷的影响,计及地形对冰载荷的影响以及覆冰引起导线等效半径增大对风载荷的影响,通过气象实测的降雨量、风速、风向、温度等信息以及电网运行信息、当前监测覆冰厚度等信息建立输电线覆冰厚度增长预测模型。从输电线路覆冰过载机理出发,构建覆冰故障概率计算框架,从力学角度分析覆冰厚度及风速对输电线路的共同作用,采用反映金属承载极限特性的指数模型计算输电线路故障概率。以实际线路为例验证了该模型计算得到的线路覆冰故障概率变化趋势与实际故障情况相符,能够充分验证覆冰故障率与实际天气的相关性。     

超高压输电线路架空地线直流融冰试验分析

验证超高压输电线路架空地线直流融冰的可行性。以500 kV桂林变电站融冰装置为例,确定超高压输电线路架空地线融冰接线方式,在此基础上介绍线路普通地线及OPGW地线融冰的仿真建模方式和特点。通过实际应用验证了超高压输电线路普通地线及OPGW地线直流融冰的可行性。在超高压输电线路架空地线融冰试验过程中,发现地线放电间隙过小导致直流融冰装置闭锁,架空地线融冰接线方式转变困难,普通地线和OPGW地线因过电流被烧断等问题。针对以上问题提出了解决办法。     

220kV变电站中建设融冰配电变压器的设想

2008年1月的冰灾中融冰实例证明,传统串接多线路的融冰方法存在对系统影响大、操作复杂等缺点。用合适的电压等级对单一线路进行融冰优点明显。针对地区电网110kV线路的长度等特点,提出了在220kV变电站中建设融冰配电变压器的设想,并经计算证明该配电变压器能够实现对绝大多数的110kV线路的单一线路融冰。     

110kV及以下输电线路交流短路融冰探讨

分别从全相运行和非全相运行两个方面对110kV及以下输电线路的交流短路融冰提出了融冰的接线方案,得出各种型号输电导线对应的融冰长度范围以适应不同电压等级融冰的需要。