冰灾天气下输电网覆冰闪络跳闸风险评估

冰灾天气下输电网覆冰闪络跳闸（Icing Flashover Trip,IFT）故障是激发大电网脆弱性、导致大面积停电的主要原因,对电网IFT等问题的研究是制定电网抗脆弱性策略的基础。对冰灾天气下输电网IFT风险进行了定性与定量分析。定性分析阶段,提出了电网IFT特征曲线,界定了电网各覆冰阶段IFT特性。进一步建立了电网IFT状态指标,采用模糊模式识别方法对预测冰况进行风险评级。基于此,运行人员能够从整体上掌握电网IFT严重程度与发展趋势。定量分析阶段,考虑到电网IFT数据的小样本特征,采用了结构风险最小化小样本建模方法。考虑到IFT强迫停运率受冰况影响,提出了强迫停运特征因子。通过对电网可靠性分析,计算出具体的量化指标,动态识别电网薄弱环节,并给出电网IFT特征曲线各阶段（风险状态）下指标的分布特征。     

地区电网覆冰闪络跳闸脆弱性曲线及其应用

极端冰灾天气下输电网群发性冰闪跳闸(ice flashovertrips,IFT)故障是激发电网脆弱性、导致大面积停电的关键因素。针对目前电力系统缺乏重冰区IFT相关标准、无法量度电网IFT危害程度等问题,提出了地区电网IFT脆弱性曲线,用于揭示电网IFT的内在规律。根据不同覆冰阶段电网具有不同的冰闪特征,建立电网IFT典型模式,并进行了风险等级界定。考虑到气象因素的模糊特征,采用模糊理论进行预测冰况的风险识别。基于线路短期动态可靠性模型,分析了不同风险等级下电网的风险测度,并指出电网IFT存在风险等级跳跃问题,将会严重危害电网的运行安全。研究表明IFT曲线能够反映电网绝缘系统的覆冰脆弱特性,不同地区、不同设计标准下电网IFT脆弱性曲线的临界拐点将会不同,但曲线的总体发展趋势不变。该曲线从整体上界定了地区电网IFT严重程度与发展趋势,紧急情况下能够快速、有效地为系统运行人员提供电网IFT风险信息。     

覆冰程度对复合绝缘子直流覆冰闪络特性的影响

覆冰下绝缘子电气性能将降低,国内外采用绝缘子覆冰质量(m)、旋转导体覆冰厚度(D)或绝缘子表面覆冰厚度(d)等表征绝缘子的覆冰程度。为了解覆冰程度对绝缘子冰闪电压的影响,开展了不同覆冰程度下500kV复合绝缘子短样直流冰闪特性的试验研究,分析了绝缘子覆冰质量、旋转导体覆冰厚度和绝缘子表面覆冰厚度对复合绝缘子冰闪电压的影响。结果表明:盐密为0.05mg/cm2且单支绝缘子覆冰质量为5.0kg时复合绝缘子直流冰闪梯度约为77kV/m;m、D或d均可表征绝缘子的覆冰程度,且具有等价性关系,即d=1.06D0.78和m=3.52lnD-5.37。研究结果可为覆冰地区输电线路外绝缘的选择和设计提供参考。     

750 kV架空输电线路覆冰跳闸原因及仿真分析

总结并分析了新疆地区几回750 kV输电线路覆冰跳闸原因和整改措施。结合事故调研,利用ANSYS软件对均匀覆冰、三段覆冰、线性覆冰和高悬挂端覆冰工况进行了有限元分析,结果表明,线路覆冰跳闸主要由地线非均匀覆冰导致导、地线局部静态距离不足而引起;比较非均匀覆冰中的三段覆冰、线性覆冰与高悬挂端覆冰,高悬挂端覆冰对弧垂最低点偏移的影响最大,且随覆冰长度的增加,导、地线静态接近距离存在极小值。通过工程实例计算发现,地线高悬挂端覆冰下导地线最小接近距离小于规程规范限定的最小静态距离,并能导致放电跳闸,工程设计中应重视此种情况下的间距校验。     

覆冰线路断线导致电网连锁跳闸的状态建模

针对覆冰灾害天气下线路断线导致的电网潮流转移情况,提出覆冰线路断线导致电网连锁跳闸的状态分析方法。首先,构建以荷载率为自变量的线路断线概率模型,并应用潮流转移因子分析理论,构建线路连锁跳闸概率模型,识别连锁跳闸可能线路;其次,利用事故链模式描述覆冰灾害天气下线路连锁跳闸事故,并建立仿真模型;然后,引入不确定理论模糊综合评判线路风险度,量化某线路断线后电网的运行状态;最后,对IEEE 30节点进行算例仿真,结果表明所述理论与方法的正确性和有效性。     

35kV输电线路绝缘子串交流覆冰闪络特性试验方法的比较

绝缘子人工覆冰后的电气性能试验常采用50%耐受电压法、均匀升压法和U型曲线法。目前国内外很少研究试验方法对绝缘子交流覆冰闪络特性的影响差异。为此,在大型多功能人工气候室内以3片XWP2-160、LXHY3-160、FXBW-35/70型绝缘子串为试品,研究覆冰后电气试验方法对绝缘子闪络特性的影响。试验结果表明,电气试验方法对覆冰绝缘子的交流覆冰闪络电压有影响,采用不同电气试验方法得到的试验结果有差异。在相同覆冰程度和覆冰状态条件下,均匀升压法得到的试品平均闪络电压Uave比50%耐受电压法得到的50%耐受电压U50%高4.1%～6.0%,而U型曲线法得到的最低闪络电压Ufmin最小。     

PRTV涂料在直流线路防覆冰闪络的应用效果

为了对PRTV涂料的防冰闪效果进行分析,通过对运行中涂有PRTV涂料的绝缘子运行情况进行调研以及在人工气候室内对不同片数的喷涂PRTV与未喷涂PRTV涂料的绝缘子直流覆冰闪络特性进行试验研究对比,给出了PRTV涂料对直流输电线路用绝缘子覆冰闪络特性的影响,指出PRTV并不能有效提高冰闪电压,PRTV涂料作为防冰闪的措施需要谨慎对待。     

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。     

2010年广东电网覆冰监测网典型线路覆冰分析

对2010年2月中旬粤北电网坪通线及其84号监测点覆冰发生情况进行了详细介绍和分析,所得结果证明覆冰监测网监测覆冰产生、覆冰迅速增加、覆冰稳定、覆冰融化4个阶段与气象条件的变化相吻合,监测的覆冰信息、线路覆冰故障与现场观测结果一致,说明了覆冰监测网反映现场覆冰情况、线路覆冰故障及时可靠,对线路覆冰信息判断较为准确,运行可靠,为输电线路的防冰工作提供了可靠信息。     

覆冰架空导线舞动跳闸概率计算新方法

覆冰导线的舞动严重威胁着电力系统安全稳定运行,如何准确地计算覆冰导线舞动导致的输电线路跳闸的概率成为备受关注的研究课题之一。提出了基于舞动运动方程、气象信息及故障信息相结合的覆冰导线舞动的跳闸概率计算新方法。首先由风速与冻雨量的历史样本获得风速与冻雨量的概率分布函数,然后根据牛顿定律建立了覆冰导线的单自由度舞动模型;进而,采用里茨-伽辽金方法求解舞动模型,获得了以风速和覆冰厚度为自变量的舞动幅值解析表达式;基于已获得的风速与冻雨量的概率分布函数,获得与二者为函数关系的覆冰厚度的概率分布函数,进而获得舞动幅值的概率分布函数;最后,根据覆冰舞动跳闸的历史故障记录所获得的泊松分布求得覆冰导线舞动幅值越限及短路故障的联合概率,结合贝叶斯公式获得舞动幅值越限条件下的覆冰导线舞动跳闸概率。算例证明了该方法的正确性及有效性。     

输电线路冰害事故统计分析及防治措施研究

针对近年来发生的由覆冰引起的倒塔断线、冰闪及舞动等冰害事故,对几种不同冰害事故分析了其形成过程及特点。并从自然气象条件和设计等方面分析了冰害事故发生的原因。结合冰害事故都是由覆冰引起这一特点,分析了覆冰的形成机理及影响覆冰的因素,从设计和运行维护上提出了防治冰害事故的措施。     

交流特高压线路冰闪故障分析及绝缘配置建议

覆冰闪络是造成重覆冰区输电线路跳闸故障的重要原因.在我国海拔比较高的地区,尤其是在水系流域发达、地形复杂的山区,冰闪事故发生率相对较高.该文根据已建特高压交流试验示范工程输电线路的覆冰闪络情况及科研单位的相关试验数据,总结了特高压交流试验示范工程覆冰闪络特性和防冰闪的技术要点,并根据覆冰闪络试验提出覆冰绝缘配置原则,为重覆冰区绝缘配置提供参考数据,从而推进重冰区特高压交流线路杆塔设计水平,提高特高压电网安全运行的可靠性.     

输电线路导线不均匀覆冰时不平衡张力的影响因素分析

输电线路导线不均匀覆冰会使导线产生不平衡张力,进而造成铁塔倒塌、塔头破坏、导线损坏等事故。本文以湖北超高压公司宜昌超高压局所辖的三峡右2—蔡家冲Ⅰ回500 kV输电线路作为研究对象,分别从不均匀覆冰杆塔档数、档距、相邻档的高差及悬垂绝缘子串长度等方面分析计算各因素对1个耐张段内一相导线所受不平衡张力的影响。结果表明,导线不均匀覆冰导致其所受的不平衡张力随档距的增加而增大,而随悬垂绝缘子串长度及相邻杆塔高差的增加而略有减小,不均匀覆冰档的档数对不平衡张力的影响具有随机性。根据结论,对中(重)冰区架空线路设计提出建议。     

输电线路融冰闪络分析与防范

分析了输电线路悬垂绝缘子串融冰闪络的形成机理,总结了融冰闪络发生的季节(冬季和初春)、时间(一天中的11:00～14:00)、气象、绝缘子型式(瓷、玻璃绝缘子串的融冰闪络的概率远大于复合绝缘子的概率)等特点,提出了防止输电线路绝缘子发生融冰闪络的措施,如合理选择路径,使用大盘径绝缘子和采用V型或倒V型配置悬垂绝缘子。     

粤北输电线路覆冰概况及原因分析

针对粤北韶关、清远地区处于南海副热带暖湿气流与北方强冷空气交汇形成的“南岭静止锋”覆盖区域凝结层过冷却水极不稳定、一旦遇到硬物（如绝缘子等）极易形成雾凇、雨凇或者混合淞的问题,对2008年以来粤北电网输电线路的气候特点、覆冰情况、覆冰形成机理及冰闪原因进行了详细的介绍和分析,目的在于提高粤北地区输变电线路的抗冰闪能力,保障电力系统的安全稳定运行。     

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。     

超高压线路绝缘子冰闪过程及其影响因素

输电线路绝缘子在覆冰、污秽、高海拔等因素综合作用下,绝缘性能将显著降低。为进一步分析长串绝缘子的冰闪机理,在特高压交流试验基地大型环境气候试验室内进行了污秽、覆冰条件下28片XWP2-160长串绝缘子的冰闪试验研究,对模拟真型布置下的长串绝缘子冰闪过程和闪络路径进行了初步分析,比较了绝缘子单独悬挂与模拟真型布置在覆冰状态和放电过程上的差异,结果表明:两者放电路径不同,后者带电覆冰时产生的气隙较少,同时存在冰凌对均压环放电,总体上对电弧发展更加有利。     

计及污闪概率的输电线路运行风险评估理论与指标体系

针对目前高电压技术与输电线路运行可靠性研究相分离的现状,建立了考虑污闪影响的输电线路运行风险评估理论.首先基于一定工作电压下绝缘子的污闪概率模型及条件概率原理得出污闪下线路发生某种故障的概率;其次将污闪严重度定义为污闪电压越限严重度函数、污闪频率越限严重度函数和污闪过负荷严重度函数的加权和并得出系统污闪下各输电线路的运行风险值;最后依据输电线路的风险指标值进行排序,并利用模糊C均值分类法(fuzzy C-means,FCM)将输电线路分成三大类,分别对应着3个辅助决策(不计成本爬/扫/涂,针对性爬/扫/涂,可缓爬/扫/涂).通过WSCC-9电力系统经典模型算例,进行相关计算仿真,结果验证了该理论的正确性和有效性.     

输电线路大范围冰害事故分析及对策

针对2004年底和2005年初部分地区的500 kV线路冰闪跳闸、导线舞动和倒塔断线事故,分析了冰害事故的特点及原因。认为罕见的覆冰气候是线路设备损坏的直接原因,冰载荷重过大首先损坏杆塔的薄弱部件,微气候条件对覆冰倒杆起了决定性影响和作用;冰中存在着一定的污秽和明显减小爬距的过厚覆冰是冰闪的主要原因,绝缘子串型和环境温度的变化也与冰闪直接相关。针对覆冰对输电线路的影响和破坏还讨论了当前的对策和今后应开展的研究工作。