高速铁路接触网防融冰技术研究

接触网覆冰严重影响受电弓取流,高速时更为明显,研究接触网防融冰方法对于高速铁路的安全稳定运行有积极意义。本文提出基于SVG的高速铁路接触网在线防冰与降压融冰相结合的防融冰方案,给出了全并联AT供电方式下的接触网在线防冰电流决策方案。仿真证明防冰工况下SVG能够根据末端网压灵活切换工作状态以及输出电流大小,保证列车正常运行,降压融冰方案能够有效降低装置容量。     

基于SVG的高速铁路在线防冰系统

为防止高速铁路接触网覆冰,并保证列车安全运行,在考虑防冰电流、系统功率因数和接触网末端电压的基础上,提出了单线AT供电方式、末端并联复线AT供电方式以及全并联复线AT供电方式的在线防冰方案,研究了SVG装置的控制方式,确定了SVG装置的电流上、下限值,并在Matlab/Simulink中搭建了仿真模型,仿真结果验证了该方案的可行性,为现场防冰措施的选择提供了参考。     

电气化铁路接触网在线防冰技术方案设计

为解决电气化铁路接触网覆冰问题,基于焦耳热效应建立了接触线的热平衡方程,分析了承力索的分流作用对接触网防冰电流的影响,计算了接触网的临界防冰电流。同时基于静止无功发生器SVG(static var generator)在线防冰方案原理,并依托同相供电技术,设计了同相供电条件下的接触网在线防冰方案,仿真验证了方案的可行性,对保证电气化铁路正常运行有重要的实际价值和意义。     

地铁接触网直流融冰装置的研究

地铁接触网覆冰会导致受电弓无法正常取流,甚至导致受电弓的损害或断裂,严重影响地铁的安全运行,而直流融冰是消除接触网覆冰的最好方案。文中首先分析了全桥MMC型直流融冰装置的工作原理,然后给出了直流融冰装置的主电路参数与控制策略的设计方法,最后设计了一台额定容量6 MW、额定电压3 kV的直流融冰装置,可以同时融冰40 km的上下行接触网。同时搭建了PSCAD模型,仿真结果表明文中设计的直流融冰装置可以满足地铁接触网的融冰的需求,并且可以零电流升流、电流谐波小、桥臂环流小、模组间电容电压均衡度好。     

接触网防融冰装置设计及研究

电气化铁路接触网为铁路上的电力机车提供电能,但是一般建在人烟稀少的地方,工作环境很差.为了列 车的安全运行,提高接触网的运行可靠性至关重要.针对恶劣气候环境下的接触网覆冰问题,提出交流融冰法,交流 电通过时产生焦耳热,用于接触网防冰和融冰.结合无功补偿原理,在线路首末端接入防融冰装置,还能够调节末端 网压和线路功率因数,在防融冰的同时,给电力机车运行创造更好的条件.     

电网覆冰防治方法和研究进展

分析了国内外电网几种典型的覆冰防治方案,总结了俄罗斯、加拿大和美国等的电网防冰方法及其进展情况,讨论了各种除冰防治方法的特点,重点讨论和比较了过电流融冰法、短路电流融冰法和直流电流融冰法3种大电流融冰方法的特点,提出了应重视电网防冰工作、加强实用技术研究、加强防冰工作的系统性和标准化研究以及输配电系统的鲁棒性建设的防治覆冰建议,以期为提高电网的安全可靠性、增强电网防冰减灾和防止其它类似自然灾害的能力提供参考。     

基于SVG无功控制的融冰方法研究

为降低覆冰对低压电网正常运行的影响,提出了一种基于SVG无功控制的线路融冰方法。该方法通过无功补偿控制流过线路的无功电流以增大覆冰线路的总电流,使线路产生功率损耗的热量达到融冰所需的热量,从而实现融冰目的。仔细阐述了该方法拓扑结构及其工作原理,在对SVG控制策略及检测电路深入分析的基础上,考虑覆冰情况对电网电压平衡的影响,构造了新型的检测电路以满足各检测参数的精确性。并通过Matlab对10 kV输电线路融冰模拟系统的仿真分析,其结果证明了该融冰装置能够实现精准调节无功电流来满足融冰需求。     

强寒潮下超高压输电线路直流融冰效果差异分析

针对强寒潮天气下超高压输电线路各区段直流融冰效果存在差异的实际案例,根据输电线路覆冰在线监测数据和现场信息,结合输电线路运行参数以及直流融冰技术相关原理,开展了气象环境、覆冰情况及直流融冰参数间的关联性分析。结果表明:地线等效覆冰厚度较大导致融冰所需时间更长,现场气温较低、风速较大导致覆冰完全脱落所需的融冰电流有所增加,而实际融冰电流小于所需融冰电流导致覆冰未完全脱落。建议在融冰电流一定的基础上,若线路覆冰厚度较大,需适当延长融冰时间;若要短时间内取得较好的融冰效果,需适当增加融冰电流;在融冰时间一定的基础上,若线路环境气温较低或风速较大,需适当增加融冰电流。     

分裂导线阻抗调节防冰及融冰方法

目前广泛应用的输电线路交、直流融冰方法已不能满足当前电网安全性、可靠性的要求以及智能电网的发展。使用分裂导线的阻抗调节来实现其自身的防冰或者融冰,具有实时性和不断电作业等优点,是一种非常有前景的输电线路覆冰防御方法。即对阻抗调节应用于输电线路防冰、融冰的具体方法进行了研究。根据分裂导线阻抗调节的功能和特点,首先对使用该方法进行线路防冰、融冰的基本原理和要求进行了论述,同时也引出了需要计算的关键参数:对于防冰方法主要是解决最大间隔时间和最小负荷电流的计算问题,对于融冰方法主要是进行融冰时间的简化计算;然后在此基础之上,推导得出使用阻抗调节进行防冰、融冰的具体方法,包括子导线导通数目的选择及其导通时间的确定。在多功能人工气候室内进行了防冰和融冰的模拟试验,试验结果表明对防冰、融冰方法的计算是合理的。为分裂导线阻抗调节方法在防冰、融冰方面的应用提供了一种借鉴方案。     

基于SVG的车载直流融冰装置的研究与应用

针对某地区需融冰的线路较多,结合线路的负荷特性,提出了基于SVG的车载移动式融冰方案。介绍了基于SVG的移动式融冰装置的基本结构、原理、功能和运行方式,并通过电力系统电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC对技术方案中的线路进行仿真。仿真结果表明,该方案的移动式融冰装置有效解决了高压线路的覆冰问题,并提高了电网电压的支撑能力。     

特高压直流输电线路融冰方案

针对输电线路覆冰严重影响特高压直流输电可靠性的问题,研究了特高压直流输电线路融冰的2种方案:预防性融冰方案和紧急融冰方案。预防性融冰方案是使特高压直流工程的2个极功率方向相反,可以在直流双极总功率很小的情况下实现较大的线路电流,防止线路覆冰形成;紧急融冰方案是将特高压直流换流器从串联接线方式转换为每站2个换流器并联运行,产生很大的融冰电流,可迅速融化已经形成的覆冰。文中提出了特高压直流工程紧急融冰方案的控制策略,即整流侧并联的2个换流器均处于定电流控制,逆变侧并联的2个换流器一个为定电流控制、另一个为定电压控制,逆变侧定电流换流器的电流参考值为线路电流测量值的一半,达到平均分配电流的目的,定电压状态的换流器控制整个极的直流电压。上述融冰方案的实施将大大降低覆冰对特高压直流输电系统可靠性的影响。     

新型直流融冰隔离开关及其应用

常规直流融冰电流跨接方案存在投资大、占地面积大、施工时间长、工作效率低、作业风险高、操作复杂、运行维护不便等缺点,通过对直流融冰跨接方案分析比较,针对直流融冰技术特点发明了一种新型直流融冰隔离开关并在实际工程中应用,为电网防冰减灾提供了新的技术手段,具有较高的推广和使用价值。     

输电线路完善化融冰技术综述

由于我国气象条件复杂,输电线路极其容易覆冰。输电线路的融冰方法众多,但是仅有少数方法在一定范围内得到工程的实际运用。其于覆冰的临界条件、融冰时间和覆冰临界电流的计算方法;通过与机械除冰法、被动除冰法的比较,说明热力融冰法仍是目前解决输电线路覆冰的最好方法。阐述了交直流融冰法的原理、适用范围及运行效果。重点介绍将基于SVC的直流融冰策略和基于GPRS的输电线路在线监测装置相结合的完善化融冰方案,在非融冰期能提升SVC的使用效率,且能及时准确地掌握输电线路覆冰情况,为电网生产和运行提供决策依据,是未来的发展方向。     

电力线路覆冰机理及融冰技术研究综述

近年来,电网覆冰事故频发,给电网安全运行带来严重威胁。详细阐述线路覆冰的形成机理、影响因素,为覆冰模型研究及预测、防冰方法提供参考。综述覆冰线路的融冰技术,给出各融冰方法目前适用的电压等级,从安全性、经济性、可操作性等方面进行了综合评价,得出在针对覆冰输电线路的各种融冰方法中,不存在同时满足安全性高、费用低,且可操作性强的融冰技术的结论。结合融冰原理及工程实际,为更好达到融冰效果及节能考虑,应更加重视融冰电流与融冰时间的仿真计算及试验研究。提出在今后的覆冰研究工作中,应把覆冰前的预测工作、覆冰后的融冰除冰工作放到核心位置,从覆冰机理与模型、覆冰监测与预警、防冰等各方面进行深入研究,不断提高电网抗冰减灾能力。     

湖北省电力公司在线融冰装置在500千伏咸梦线试验成功

直流输电系统通常应用于远距离、大容量输电。常规直流输电系统额定输送功率可达到300万千瓦,额定输送电流3000安培。当处于大电流运行时,电流在导线上产生的热量可以缓解线路覆冰,达到一定融冰效果。新型融冰方式在实际工程中得到了验证,丰富了输电线路防冰抗冰反事故技术措施,对今后输电线路防冰抗冰工作具有重要意义,为电网应对低温雨雪冰冻等极端气候增加了新的手段,能有效保障线路安全稳定运行。     

雪峰山脉小沙江自然灾害试验场覆冰与融冰试验

人工气候室的覆冰和融冰试验结果与自然环境下的实际情况存在差异,为此在湖南雪峰山上建立了小沙江自然灾害试验场,用于研究输电线路在自然环境下的覆冰、融冰和试验情况。通过架设观冰架和500 kV输电线路耐张段实现了导线、绝缘子等试品的悬挂;安装交直流试验电源和融冰装置,对输电线路进行了带电覆冰和融冰;利用在线监测系统,观测了覆冰与融冰过程及地面和高空气象参数;提出了导线和绝缘子覆冰与融冰试验技术。2 a的冬季试验结果表明:自然环境下气象参数不可控且变化无规律;输电线路覆冰与环境参数、试品表面和高空逆温层特性有关,且试品表面憎水性越强,越容易形成冰棱;环境参数、融冰电流、覆冰厚度和形状对导线融冰有影响,且覆冰偏心程度越高、导线上表面冰厚越薄,融冰时间越短。试验结果可为重冰区输电线路抗冰设计和融冰工作提供指导。     

山区农网中压线路直流融冰电流计算

针对福建省各地输电线路覆冰状况,介绍了概率统计方法、CRREL模型回归法和逐步回归法等福建冰区图绘制方法。通过融冰过程中的热平衡分析以及直流融冰模型,给出了输电线路直流融冰电流计算方法和具体的直流融冰方案。根据观察福建省主要冰区分布情况,以福建某一山区中压线路为例,结合基于移动储能装置的直流融冰系统,对该线路的直流融冰参数进行分析和计算,并讨论线路线径、线路长度、环境温度、风速和融冰厚度对直流融冰电流和融冰时间的影响。     

输电线路直流短路融冰的临界电流分析

根据导线覆冰后短路融冰的物理过程,分析直流融冰的基本条件,通过融冰的热平衡过程分析,建立直流临界融冰条件的物理数学模型,提出计算冰面温度和临界融冰电流的方法,分析影响冰面温度和临界融冰电流的因素,并在人工气候室对建立的模型和提出的方法进行了试验验证,试验结果和计算结果基本吻合。分析计算和试验结果表明:在进行直流短路融冰时,融冰电流必须大于临界融冰电流,并根据覆冰和环境条件合理选择融冰电流;临界融冰电流是冰面温度、导线直径和覆冰厚度的函数,冰面温度决定了临界融冰电流,冰面温度与风速、覆冰厚度、导线直径和环境温度等均有关;覆冰厚度虽对临界融冰电流有影响,但不明显,影响临界融冰电流的主要因素是环境温度和风速。     

大容量直流融冰系统在500kV康定变的应用

研制了12脉动整流融冰方式、额定输出直流电流5000 A下容量最大的直流融冰系统。根据融冰交流线路参数,对PCS-9590融冰系统设计研制过程中几个比较重要的方面,包括融冰方案、主电路设计、过电压和绝缘配合、控制保护系统等进行较为详细的论述。现场应用表明,直流融冰是解决线路覆冰、缓解冰雪灾害的有效方案。     

一种新型柔性直流电网金属回线不停电融冰方案

冰雪灾害引起的输电线路覆冰对直流电网危害极大,因此融冰技术研究与应用对于直流电网抗击冰灾具有重大的意义。正常情况下,金属回线电流为零,不具有防冰效果,因此对其进行融冰尤为重要。采用电流的热效应对金属回线进行融冰,首先计算了四端柔直电网中金属回线的临界融冰电流和不同融冰电流对应的融冰时间,并建立了含金属回线的直流电网潮流计算模型。采用双极换流站功率异向的方式对金属回线进行融冰,选取了不同的融冰工况对四端电网进行融冰分析,得到最为适用的融冰工况,并对融冰控制过程进行仿真分析。最终得出结论,双极功率异向方式较适用于金属回线融冰,可实现不停电融冰,且对换流站功率要求较小。