输电线路除冰新技术

2008 年年初, 我国南方大部分地区遭受了严重的雨雪、冰冻灾害, 电网受损严重。文章介绍了最新的除冰技术: 高压直流电流除冰技术、交流电流除冰技术、利用高频高电压激励产生的介电损失除冰技术、脉冲电热除冰技术和防覆冰涂料等, 对电网灾后重建有一定的参考作用。     

架空输电线路除冰机器人的结构设计

利用机械除冰方法代替人工除冰具有较好的实用意义。应用模块化结构设计及仿生学原理设计了除冰机器人。机器人采用轮式行走装置、双手臂结构,除冰装置采用双旋转刀具组合碾压轮气动伸缩式除冰方式。采用的平衡装置提高了越障时姿态稳定性,加上设计的夹紧保险装置,确保了机器人运动时整个机构的运动平衡。该机器人能够实现对导线一般覆冰情况下的除冰和越障需求,并且可以通过更换机器人的结构模块,可以将除冰机器人转变为巡线机器人达到一机两用的目的,同时通过更改结构模块实现多分裂导线的除冰功能。     

架空输电线路机械除冰方法及装置简述

在输电线路除冰措施中,机械除冰方法简单实用,具有较强的可操作性。文章介绍了目前国际上常用的架空输电线路机械除冰方法,并对国内外机械除冰装置进行了阐述,包括冲击波除冰装置、手动牵拉滑轮铲刮装置、“除冰机器人”和振动除冰装置,建议我国应尽快实现“除冰机器人”的国产化。     

输电线路机械震动除冰装置的研究与运用

近几年来电网大面积覆冰事故发生的频率明显增加,2000年来发生的事故次数甚至高于50年代至90年代所有次数的总和。国内外通行的机械除冰方法有"adhoc"法、滑轮辗压铲刮法、强力振动法、电脉冲除冰、高频高压激励融冰法和新型机器人除冰,这些方法各有优缺点,根据贵阳地区输电线路除冰需求,设计带电机械震动除冰装置。全套设备重量约20kg,通过专用背包即可背负,3~5名熟练工人在15分钟内就可以完成一次除冰工作。     

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。     

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.     

覆冰输电线路除冰技术研究综述

针对目前威胁输电线路安全稳定运行的覆冰问题,介绍了国内外现有输电线路的融冰、除冰技术成果,阐述了热力融冰法、机械除冰法、自然脱冰法和其他新型融冰方法的技术原理,并对各种除冰方法的操作难易程度、除冰过程中的优缺点及融冰装置的可行性进行说明,得出结论：目前电网设备的除冰措施在应用过程中均存在自身局限性,应加强冰灾成因的理论研究,从根源上降低雨雪冰冻天气对电力系统的危害程度。     

基于树莓派的预防性轻型除冰机器人行走控制系统设计

针对现有除冰机器人结构复杂、重量大、采用事后式除冰方式以及未能根据线路状况对行走除冰控制策略进行协调的缺陷,设计了一种基于树莓派的预防性轻型除冰机器人行走控制系统。该系统首先通过温湿度模块检测作业环境、自主决策行走除冰动作;然后通过倾角模块检测线路仰俯角、图像采集模块捕捉覆冰状况,之后树莓派综合考虑线路阻力和覆冰除冰的约束实现行走除冰的协调控制;结合超声波模块对往复行走折返点进行判定,实现不间断的往复式预防性除冰。整个装置采用单电机驱动,降低装置重量、简化机构实现轻型设计。最后对样机行走控制系统进行试验分析并作出总结。     

大功率半导体激光除冰技术

为了减少覆冰灾害对电力设备的影响,利用激光方向性好、能量传输效率高的特点,开发大功率激光电力设备专用除冰装置,以提高电网的抗灾能力。通过理论分析和试验,确定了激光除冰装置的主要技术参数和技术方案,研制出了大功率半导体激光除冰装置的样机。研究了功率密度、环境温度等因素对激光除冰效率的影响,以及去除绝缘子覆冰的激光功率限值。除冰装置样机的现场试验结果表明,该装置能够在恶劣条件下可靠、有效地工作。     

基于振颤原理的架空线新型除冰法

比较了防冰除冰方法的利弊,提出基于振颤原理的架空线除冰法.该方法利用消耗能量较小的激励源使输电线路在一定气候条件下振动,从而防止或减弱过冷雨滴沾附在导线上.通过实例,验证了该方法的可行性与有效性,为电力系统输电线路防冰除冰提供参考.     

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。     

基于调压整流的配网线路直流融冰方法及其装置研究

目前配网线路主要采取的人工除冰方法进行融冰,无法迅速有效地实现除冰。在统计分析湖南部分地区配网线路的型号和长度的基础上,根据各种线型的最小融冰电流和最大融冰电流,经过融冰电压等计算,提出了基于调压整流的直流融冰方法。研制了相应的移动式直流融冰装置,有效地解决了冰灾发生时2 km以内长度的任意线型配网线路的融冰问题,能够显著地降低电力设施受冰冻灾害破坏的损失。     

OPGW直流融冰过程对通信光纤的影响

目前我国采用直流对导线进行融冰的技术已相对成熟,但对地线和OPGW的直流融冰技术的研究尚处于初始阶段。特别是融冰过程可能对光纤衰减及光纤寿命造成的影响也是电力运管及通信人员普遍关心的问题。文章的试验结果显示,在对OPGW进行通流升温时,内部光纤的环境温度要明显高于OPGW表面温度;关于高温环境对光纤寿命的影响,用光纤涂覆层热失重的方法进行了分析;对某±500 kV实际线路的融冰电流和时间与光纤温度的关系进行了理论计算,结果表明,合适的融冰电流可以满足1 h的融冰时间要求及光纤的安全使用温度。     

不控整流型直流融冰装置设计与仿真研究

针对目前直流线路的直流融冰方法研究现状,提出了一种基于双24脉波不控整流器的直流融冰装置,可以通过改变整流变压器二次侧电压档位以及整流器输出连接方式来扩大装置融冰范围。给出了详细的直流融冰装置设计方案,在PSCAD/EMTDC仿真软件中搭建了直流融冰装置模型,仿真结果验证了设计的有效性。     

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。     

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。     

贵州电网融冰方法的研究和应用

对2011年冰灾中贵州电网在110 kV及以下输电线路采取的融冰方法进行了总结,分析了各种方法的应用范围,比较其优缺点。基于贵州电网的实践,提出主要采用车载直流融冰装置和融冰变压器两种措施进行110 kV及以下输电线路融冰,并完成了相应样机的研制。现场试验证明了所提措施的可行性。     

改进短路融冰方案及效能评估

短路融冰一般采用预先制定的融冰预案。融冰预案的制定原则直接影响融冰方案的效能。结合在2008年冰灾中某电力局既有融冰预案制定原则暴露出来的缺陷,重新制定了融冰原则,并根据新原则制订了融冰预案。对根据新旧原则制订预案的分析表明,根据新原则制定的预案在融冰时间、形成融冰路径准备时间及融冰消耗等方面均具有突出的优势。     

输电线路中频融冰频率与热功率均匀度分析

输电线路的覆冰会引发线路过负载、绝缘性能降低、杆塔倒塌、导线舞动等事故,而主流的短路融冰方法都存在着不可克服的缺陷;为此在高频激励新型输电线路融冰方法基础上,针对其在冰层介质损耗角正切值较小时电源频率过高的问题,提出了以牺牲一定融冰热功率均匀度为代价的中频融冰方法。首先基于均匀传输线理论,以长为100 km、电压等级为220 kV输电线路为例,搭建覆冰线路均匀传输线等效电路模型;继而分析沿线电压、电流和功率因数分布规律以及融冰频率与热功率均匀度的相互影响;最后提出输电线路中频融冰最佳电源频率的确定方法。仿真结果验证了所提方法的有效性与实用性。     

架空输电线路的融冰试验研究

随着大范围电网冰冻灾害事故的出现,迫切需要掌握导线融冰关键技术。但在实验室范围内,如何得到试验所需的输电线路导线可控融冰厚度,成为制约融冰技术发展的首要问题。通过自行研发的输电线路导线覆冰装置成功解决了这一难题,并利用实验室融冰系统,通过模拟不同的融冰条件,分析了各种条件下的融冰效果,为现场融冰操作提供依据。