用于-55℃超低温的超低损耗OPGW的研究

青藏±400kV直流联网工程OPGW光缆线路是中国第1条高海拔、超低温地区长距离架空通信线路、根据青藏工程的技术和应用难点,必须研制具有超低光衰减、超低温度附加衰减性能的OPGW光缆、通过试验选择超低损耗光纤和耐受超低温度的光纤油膏等新材料,通过新工艺设计光纤余长和应力应变特性,研制成功满足青藏工程要求的OPGW光缆,其光纤衰减≤0．18dB／km,平均衰减≤0．172dB／km,最低工作温度可达-60℃,在-60,-＋80℃温度范围内．光纤附加衰减≤0．01dB／km。并研制成功满足低温要求的配套金具附件。该产品经青藏工程使用1年多,运行良好,避免了在海拔5000m高原上设置通信中继站,降低了运行、维护的困难和费用,提高了通信系统的可靠性,取得了中国高海拔、高寒环境下最长的无中继光纤通信系统应用的成功经验．     

青藏直流投运后藏中电网稳定特性研究

藏中电网规模较小,网架结构相对较弱,青藏直流联网工程投运后给藏中电网的安全稳定运行带来诸多挑战,交直流系统稳定问题突出。从联网工程投运前藏中电网的电源特性、大机小网等固有特性出发,结合青藏直流联网以来青藏直流以及藏中电网运行中存在的各种稳定问题,深入分析了青藏直流投运后藏中电网的电源特性变化、稳定特性转化、虎曲线功率送出、直流换相失败、以及交直流影响等安全稳定问题。同时针对西藏电网的运行特性,分析并指出了青藏直流几个重要而特殊的安全稳定运行特性。     

青藏直流联网工程通信光纤选型分析

在OPGW光通信工程中,光纤的选择十分慎重.文章通过详细阐述光纤选型的意义和常见光纤以及新型超低损耗光纤的结构、特点等,并结合青海-西藏±400 kV直流联网工程配套OPGW光通信工程中的光缆运行环境、中继段长度等因素,在工程中部分采用新型的超低损耗光纤,是国内工程中首次使用超低损耗光纤.     

OPGW临界融冰电流及其影响因素

光纤复合架空地线(OPGW)覆冰影响电网安全稳定运行,采用直流融冰是防止OPGW发生覆冰事故的有效措施之一。建立了OPGW的直流融冰模型,计算了OPGW直流融冰过程中的动态温度特性,分析了OPGW的临界融冰电流及其影响因素,并在人工气候实验室对计算结果进行了验证。结果表明:融冰过程中冰层外表面的热交换系数对融冰过程影响很大,其大小与环境温度、风速、覆冰厚度和冰层外表面温度有关;影响OPGW临界融冰电流的主要因素有环境温度、风速、覆冰厚度和OPGW型式;临界融冰电流随环境温度降低、风速增加及覆冰厚度的增加而增加,但冰厚的影响程度相对较小。因此,应根据不同环境条件选择OPGW的融冰电流。     

青藏直流联网后藏中电网安全稳定控制系统的重构

青藏直流联网初期,作为青藏直流受端的藏中电网短路容量较小,电网网架较薄弱,导致交直流系统安全稳定问题较为突出,给青藏直流以及藏中电网的安全稳定运行带来诸多挑战。针对青藏直流联网后电网存在的各种稳定问题进行了深入分析,提出了相应的控制对策;提出建设分层分区的藏中电网安全稳定控制系统来保障青藏直流工程和藏中电网安全稳定运行。     

青海—西藏±400kV直流联网工程的启停方法设计

西藏藏中电网处于发展初期,系统非常薄弱,青海—西藏直流接入后形成"大直流小系统"的局面,常规直流10%功率解锁的方式无法适应系统运行要求。为了满足系统安全稳定运行要求,对青藏联网直流系统的最小启停功率和启停方法进行了研究,提出了单极和双极启停方法,以及为实现该启停功率对直流平波电抗器和换流阀等设备的特殊要求。提出的10%额定电流、25%额定电压解锁/闭锁的直流系统启停方法,能够实现单极2.5%额定功率的启动和闭锁,降低了直流启停过程对交流系统的频率冲击,保证了系统的安全稳定运行。该启停功率和启停方法在青藏直流联网工程中应用效果良好。     

面向风火打捆的特高压直流输电工程弱送端强直弱交耦合特性研究

哈郑特高压直流是我国首个大容量风火打捆直流外送工程,送端电网存在多种安全稳定问题。分析了直流运行特性,提出了过渡期联网运行和孤岛运行的条件。研究了弱送端电网不平衡功率分配特性,为故障后保障重要交流通道安全稳定控制策略的制定奠定了基础。研究了特高压直流输电系统与750 k V交流电网耦合特性,指出配套火电的投运将使吐哈断面稳定问题由动态稳定转变为暂态稳定,二通道同时存在电压大幅波动和暂态稳定问题,给出了故障约束下特高压直流与二通道输电能力。分析了直流对青藏直流及藏中电网频率稳定的影响规律,研究了风火不同比例下直流故障引起的电压波动问题,为西北电网的运行控制提供了参考依据。     

光纤复合架空地线直流融冰绝缘化改造方法应用研究

在覆冰季节,输电线路重冰区段的光纤复合架空地线(optical fiber composite overhead ground wire,OPGW)易发生因覆冰后应力过载导致的光纤断裂事故。覆冰已严重影响重冰区段的OPGW光缆安全运行。针对既有线路,可采用对OPGW(地线)绝缘化改造后,通过直流融冰消除覆冰。以国网凉山公司110 kV雷坝二线N56至N80重冰区段OPGW(地线)为研究对象,在已有OPGW绝缘化改造直流融冰研究成果基础上,对包含OPGW(地线)直流融冰回路、绝缘段感应电压计算、接地方式、地线绝缘子选型在内的关键技术问题进行了研究。目前,采用所研究成果实施的N56至N80重冰区段OPGW绝缘化改造工程已完成。在2018年冬季至2019年春季,已对该线路绝缘改造区段OPGW开展直流融冰4次,融冰效果良好,线路运行正常。对该线路OPGW(地线)绝缘改造涉及到的关键技术说明可供后续OPGW绝缘化改造参考。     

青藏直流接入西藏电网数模混合仿真

青藏直流接入西藏电网后,西藏电网呈现“大直流小电网”的特点.利用全数字实时仿真装置Hypersim模拟青海电网、西藏电网以及青藏直流的一次系统,采用与实际工程特性一致的Mach2控制保护装置实现直流的控制保护功能,对交直流系统的相互影响进行仿真研究,包括青藏直流的特殊降压起停方式,直流线路故障再起动逻辑,以及交流系统故障对青藏直流的影响.仿真结果充分验证了青藏直流采用特殊的降压起停方式和修改后的直流线路故障再起动逻辑的可行性,为青藏直流工程的顺利投产和安全运行提供了技术支撑.     

特高压直流线路带电融冰系统研制及工程应用

为避免覆冰引起线路跳闸事故,且在融冰时不影响线路运行,论文研发了特高压线路地线和光纤复合架空地线（OPGW）的带电融冰系统,包含融冰电源、融冰装置、过电压保护系统、OPGW与地线回路。开展了OPGW/地线融冰参数校核、融冰装置参数校核,换流变压器、平波电抗器、桥臂过电压保护器选型,融冰线路绝缘化改造和绝缘配合设计,研发了特高压线路OPGW带电融冰系统。现场实测表明,融冰回路双端开路时,OPGW/地线感应电压可达13.7 kV,融冰回路单端接地时,感应电压降低至0.6 kV。计算表明,带电融冰装置选定额定参数10 kV/10 MW,可满足现场融冰要求。OPGW/地线表面覆冰为非规则形态,冰凌长度、直径、厚度的增长为非线性变化过程。现场实测表明,融冰装置输出260 A直流电流75 min后,OPGW最高温度升至20.7℃,安全地完成了特高压线路带电融冰。论文研制的特高压线路OPGW的带电融冰系统,为特高压直流线路在雨雪冰冻天气间安全运行提供了保障。     

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。     

高海拔超长距光缆监测系统在青藏联网中的应用

随着青藏交直流联网工程配套光通信系统的顺利建成,光缆远程监测将成为青藏线光缆线路维护管理的主要手段。针对世界上海拔最高的超长距光通信系统,在分析其光缆线路高海拔、超长距、低损耗的基础上,提出了建设高海拔超长距监测系统的基本方案,介绍了系统建设的必要性并详细阐述了系统的整体结构与功能。实际应用表明,系统设计合理,运行稳定。     

温升对于OPGW光单元影响的技术分析

目前光纤复合架空地线(OPGW)是电力通信网的主要形式,而OPGW尚无有效的融冰手段,OPGW光缆一旦重覆冰后有可能会断裂,从而导致电力通信通道中断,危及电力控制系统的正常运行。文章通过分析OPGW直流融冰的温升过程对光纤、纤膏及整体光单元的影响,得出OPGW融冰过程中光单元合适的控制温度,为地线融冰提供借鉴。     

500 kV惠汕乙线光纤复合架空地线雷击断股分析

输电线路上的避雷线主要用于防雷,将避雷线换成光纤复合架空地线(OPGW)。一方面它既能防雷,又能实现光纤通信,比地埋光缆成本低得多;另一方面,在实际运行中,OPGW也会遭受雷击,造成断股事故。影响安全生产和电力通信。针对广东省500kV惠汕乙线OPGW断股情况,分析其产生的原因主要是雷击和0PGW铝合金股线熔点偏低,为此,提出今后提高OPGW防雷击的一些措施和方法。     

首条采用超低损耗光纤的超低衰减OPGW

探讨了首次制作成功的超低衰减OPGW。这种OPGW采用常规设计的全铝包铜线双钢管结构,在其中一根钢管光单元中置入24根SMF-28ULL超低损耗光纤（以下简称ULL光纤）,另一根钢管光单元中置入12根ULL光纤和12根优选的SMF一28e＋标准G．652D单模光纤。相关试验结果和分析表明ULL光纤可以用于制作超低衰减OPGW,在常用的通信和分布式拉曼放大波段上,ULL光纤比常规G．652光纤具有更低的衰减．应能成为超长站距通信站间的理想传输媒质。     

解决OPGW进站安全运行问题瞰研究与实践

为解决光纤复合架空地线（OPGW）进变电站在出线构架引下区段近年来频繁发生熔损事件,严重影响通信网及电网安全运行的问题,基于理论研究结论,分析了目前OPGW进站方式存在的缺陷,创新研制出一种新型介质光缆复合架空地线（ODGW）及其架设方案,并在220kV线路中得到成功应用,其能在不需要特殊安装金具、不改变施工工艺前提下,很好地解决OPGW进站电磁兼容性及安全运行问题,并适用各电压等级输电线路,不需要特别维护,还简化了变电站构架光缆接续点施工工艺。     

OPGW光缆通信在输电线路在线监测信息传输上的应用初探

输电线路是建设统一坚强智能电网的基本保证和重要组成部分,对输电线路运行和环境状态的有效掌握一直是生产运行单位十分关心的问题。详细介绍了500 kV双龙变直流融冰系统中,利用光纤复合架空地线(OPGW)光缆传送输电线路覆冰信息的应用研究情况。