高压输电线路耦合共振除冰技术分析

高压输电线路除冰是电网安全运行的有力保障,为提高线路的除冰效率,提出一种耦合共振除冰方法。重点对覆冰导线做动力特性分析和实验测试,计算分析圆柱形、椭圆形和扇形雨凇导线的共振除冰频率,并考察覆冰区域应力分布,通过与实验结果比较发现,覆冰导线共振产生的应力大于覆冰破碎强度,论证了该方法的有效性和可行性,为输电线路耦合共振除冰提供参考依据。     

输电塔线结构体系除冰新方法

针对当前除冰方法的除冰效率、适用性无法满足输电线路对高效、适用除冰方式的需求,提出一种新的除导线覆冰的方法:假设在无外荷载时,覆冰与导线紧密结合,建立冰-线组合结构输电塔耦联模型,导出耦联模型的运动方程。对耦联模型中的冰-线组合结构施加与覆冰自振频率接近的激振力,由于覆冰自振频率远离导线自振频率,基于共振原理,使激振力作用下的覆冰破碎脱落,而导线完好,从而求出运动方程的解析解,并获得新的基于共振理论的输电线路除冰方法。     

采用涡流自热环防止输电线路冰雪灾害的方法研究

输电线路覆冰现象对电网的安全运行造成极大危害,国内外一直在探索和研究各种对于输电线路防冰止雪的有效方法和技术措施.该文根据输电线路导线覆冰积雪的形成过程,提出在导线上分段加装铁磁复合材料制成的涡流自热环,使其在导线传输电流产生的磁场下产生电磁热损耗,实现导线不停电自动除冰方法.该文通过磁热分析,对不同传输电流下涡流自热环的发热功率特性进行了计算;同时通过对导线除冰过程热平衡的分析,计算出不同风速、不同温度条件下导线的临界除冰功率.在人工气候室内开展LGJ?400/35导线的涡流自热环防/除冰试验.试验结果表明,间隔布置的涡流自热环可以明显抑制导线覆冰的形成,除布置处完全融冰外,可使整段导线的覆冰质量减少18.38％～30.61％.理论和试验结果表明,对微地形、微气象地区等电网小范围重冰区而言,涡流自热环是一种简单、有效的不停电导线防冰除冰措施.     

考虑架空输电线路状态的线路覆冰监测系统的研究

近年来,我国输电线路冰灾情况日益严重,能够准确监测线路覆冰情况,进而采取防冰、除冰的措施显得至关重要。目前国内已经有了些架空线路的覆冰力学模型,但各个模型对于现场线路覆冰的监测还有一定的误差。分析了现有的覆冰力学计算模型,提炼了力学模型的关键计算量,提出基于直线塔受力分析的覆冰计算模型。该模型利用架空线路状态方程计算导线温度和外力变化,导线长度、水平应力和垂直荷载的变化,从而求解出导线覆冰的重量和覆冰的等值厚度。该覆冰模型已经应用在覆冰在线监测系统里面,涵盖覆冰模块的建模以及监测系统的监视和告警功能的展示     

输电线路导线覆冰图像处理与识别技术

导线覆冰厚度识别是输电线路覆冰在线监测的关键技术之一,准确可靠的输电线路导线覆冰状态监测系统能够有效地指导输电线路导线除冰工作.根据远程图像直观和图像数据可靠的特点,基于数字视频图像处理技术的输电线路覆冰厚度识别和计算方法,将图像通过灰度化、二值化、形态学预处理及Radon变换直线检测等步骤识别导线轮廓,通过导线覆冰前后图像像素点比较计算导线覆冰厚度,并将结果与其他计算模型得到的覆冰厚度进行了比较和验证.最后提出了优化、完善导线覆冰识别的改进方向.     

输电线路导线覆冰的国内外研究现状

总结了目前国内外输电线路导线覆冰的研究现状。文中介绍了导线覆冰造成的危害、覆冰的性质与导线舞动的机理及国内外导线防、除冰的技术 ;详细阐述了导线覆冰形成的机理及模型研究     

导线覆冰监测系统的力学模型与预警功能优化

研究输电线路覆冰在线监测系统的覆冰厚度预测模型以及预警功能的实现与优化。以覆冰线路为研究对象,对其进行力学分析,考虑耐张绝缘子串等不均匀载荷以及风偏平面的载荷,建立了输电线路综合荷载的等值覆冰厚度预测模型,并依据该模型建立导线覆冰在线监测系统。运用输电线路内部循环应力与疲劳振动次数的s-N曲线得出输电线路强度衰减的计算公式,依据导线剩余强度给出导线疲劳度概念及公式,并考虑导线疲劳度对覆冰监测系统的预警值进行修正。实验结果表明,监测系统可以更准确地发出报警信号。     

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。     

基于激光点云的高压输电线覆冰厚度反演

高压输电线覆冰是电网安全运行管理维护部门关注的重点致灾因子之一,其中覆冰厚度是输电线路风险评估、除冰策略等研究的关键指标。针对现有覆冰厚度提取精度不高、效率低等不足,提出了一种基于激光点云的高压输电线覆冰厚度反演方法,即模型-应力-冰厚法。首先从两期激光点云中精细提取输电线三维空间模型,结合导线参数提取空载输电线水平应力。然后根据状态方程,计算覆冰输电线水平应力。最后综合覆冰输电线三维空间模型和水平应力,计算其综合比载,最终实现覆冰平均厚度快速反演。实验结果表明:该方法能快速实现输电线覆冰厚度反演,覆冰厚度反演误差最大值为0.30 mm,相对误差为6.58%。该研究对高压输电线路覆冰风险监测与评估具有重要的应用价值。     

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.     

架空线路覆冰研究现状综述

本文首先介绍了我国架空线路覆冰的现状,线路覆冰造成的危害,线路覆冰类型,形成原因、条件和不同类型的覆冰对电网所造成的影响。然后介绍了目前国内外对架空线路覆冰的研究现状,其中研究方法包括在线监测法、称重法、导线倾角法等,并简单介绍了机械除冰法、短路与热力除冰法及它们的适用条件。     

导线覆冰的力学分析与覆冰在线监测系统

建立了导线覆冰厚度和导线弧垂变化的力学模型,设计了力传感器的安装结构,研发了基于全球移动通信系统(GSM)短信业务(SMS)的输电线路覆冰在线监测系统.系统运行结果表明:现场分机可定时或实时监测覆冰导线的重力变化、绝缘子串倾斜角、风偏角、导线舞动频率以及风速等环境信息,并通过GSM SMS发送至监测中心,由专家软件来分析覆冰状况,及时给出除冰信息,保障覆冰区线路的运行安全.     

抗冰导线的设想

为提高中低压线路在冬季运行的可靠性,减少人工除冰工效低的问题,设想一种抗冰导线,在+5℃~-5℃环境温度时,通过增加抗冰导线的感应线圈发热,减少或防止线路覆冰的产生,从而提高10k V线路的供电可靠性,产生良好的社会效益和经济效益。     

用于重冰区架空输电线路的钢芯铝合金绞线机械特性分析

为提高重冰区架空输电线路的安全可靠性,需合理选择重冰区架空输电线路的导线型号。为此,计算了钢芯铝合金绞线和普通钢芯铝绞线在相同的悬挂条件下,最大覆冰时导线悬挂点的安全系数,计算、比较了2种导线舞动时的动态应力、安全系数及最大覆冰时的最大弧垂。结果表明:钢芯铝合金绞线应用于重冰区输电线路时,能表现出更优秀的机械特性和弧垂特性,且导线的最大设计覆冰厚度越大,其优势越明显。另外,得益于其良好的弧垂特性,钢芯铝合金绞线可降低线路铁塔的高度,节省钢材。     

输电线路防冰及除冰技术研究现状

输电线路覆冰会产生过荷载、导线舞动、脱冰跳跃、绝缘子冰闪等现象，进而造成导地线断股或断线、金具和绝缘子损坏甚至倒杆倒塔等事故。我国是输电线路覆冰严重的国家之一。线路冰害事故发生概率居世界前列。因此有必要对输电线路及时采取防冰及除冰措施，以保证输电体系的正常运行。本文按照不同防冰及除冰技术的原理，对现有的各种技术进行了介绍，并对未来防冰及除冰技术的发展和应用进行了展望。     

等效扩径导线与分裂导线覆冰比较

覆冰地区的输电线路覆冰将对电网的安全稳定运行产生严重威胁,甚至导致大面积停电。考虑到扩径导线具有覆冰少、表面电场强度低等优点,在覆冰地区采用扩径导线有望降低输电线路的冰灾事故。为此结合导线覆冰形成机理,在雪峰山野外站对导线覆冰与其直径的关系进行了十余年的观测统计分析,并对扩径导线替代n(n=4, 6, 8)分裂导线的3种方案的覆冰特性和机械特性进行对比研究。结果表明:导线覆冰与其直径的关系满足导线直径越大,水滴碰撞率越低,覆冰量越少;与普通分裂导线相比,采用有效导电面积相同的扩径导线代替分裂导线,其传输能力相同,但覆冰量减少约60%～70%,提高了输电线路的抗冰强度,且其机械特性也优于多分裂导线。该研究结果可为覆冰地区的高压、超高压以及特高压输电线路采用扩径导线替代分裂导线实现冰灾的有效防治提供新思路和数据参考。     

输电线路覆冰问题综述

输电线路覆冰问题由来已久,但伴随着全球气候变暖,极端天气的频现,输电线路覆冰致灾问题愈发严重,给我国电网的安全及稳定运行带来了巨大挑战。针对输电线路覆冰类型、覆冰形成的机理以及微气象等因素对覆冰形成和其对线路安全的影响作了详细分析。在分析的基础上,对输电线路覆冰监测技术,覆冰预警技术,导线防冰涂层技术,机械除冰技术,交、直流融冰技术,被动除冰理论等进行了深入剖析。最后,阐述了应对输电线路覆冰的新技术、新措施、新成果、新趋势及亟待解决的问题。     

交流输电导线覆冰增长及临界防冰电流的试验研究

输电线路导线覆冰荷载和导线覆冰后舞动产生的荷载均可能引起倒塔或导线断线事故,从而严重威胁电力系统的安全运行。为此在大型多功能人工气候室开展不同型号导线在不同气象条件下覆冰增长和临界防冰电流试验研究,得到不同条件下导线覆冰增长随时间变化的关系曲线,分析影响其覆冰增长和临界防冰电流的因素。研究结果表明运行电流可延缓导线的覆冰增长;同等覆冰条件下,直径小的导线覆冰增长较快;环境温度和风速对导线覆冰增长均有明显影响,且环境温度将决定导线表面的覆冰类型;导线运行电流达到一定值可使其不覆冰且临界防冰电流值与气象参数有关。研究结果可为进一步揭示导线覆冰机理提供参考。     

雪峰山自然环境试验站覆冰试验技术

人工模拟环境下的覆冰形态与自然环境下的实际情况存在一定差异,建立自然环境覆冰试验站并开展输电线路覆冰机理、冰闪特性、覆冰监测及预警技术、防冰除冰新技术等研究对保障电网安全具有重要作用。重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室建立了雪峰山自然覆冰试验站;通过在不同位置架设多基铁塔实现了导线、绝缘子等不同大气结构物的安装;采用试品与悬挂点之间安装拉力传感器并结合气象参数测量仪实现了对各种试品覆冰过程的监测;架设专用试验电源线并配置交、直流和冲击电源装置实现了输电线路绝缘子自然覆冰电气试验方法及覆冰闪络特性、输电线路融冰、脱冰、除冰技术等的研究。3 a多的运行证明雪峰山自然覆冰试验站具备开展输电线路覆冰试验的能力,自然环境气象参数不可控且无规律可循,大气结构物覆冰随时间增长而呈非线性关系,采用合理的措施能实现输电线路防冰、除冰。雪峰山自然覆冰试验站的建立为电力系统开展防冰减灾相关课题研究创造了良好的试验平台。     

微气象条件下输电线路导线覆冰预测模型

覆冰作为一种特殊的气象条件,给架空线路的安全运行造成严重影响。首先对山区微气象条件下输电线路导线覆冰规律进行深入研究,并得到在不同微气象条件下,各个气象参数对输电线路导线覆冰的影响系数不同这样一个结论。随后,根据不同的影响系数对各个微气点进行建模,基于此,提出了一种基于神经网络及模糊逻辑算法的输电线路导线覆冰组合预测模型。计算结果表明,上述基于微气象区域条件的输线电路导线覆冰预测模型与以往的全局模型和单纯的BP神经网络相比,有更高的预测精度,其在实际中的应用也取得了良好的效果。