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。     

OPGW直流融冰过程对通信光纤的影响

介绍了OPGW融冰的绝缘改造问题,确定最高融冰电流、最高温升、最长融冰时间等技术问题。虽然曾因经验不足,出现过OPGW被烧断、光纤衰减增加甚至断裂的情况。但经过几年的技术改进,以及实践证明,在允许的最高融冰电流、最高温升、最长融冰时间内进行融冰,对光纤信号传输影响较小,但实际融冰过程对光纤信号传输有什么影响还不明确。本文分析了OPGW直流融冰过程可能影响内部光纤传输的因素,包括温度影响,可能存在的脱冰张力影响。列举了某条线路融冰前、融冰过程、融冰后测量的光纤参数,分析了事件点损耗变化情况。通过总结分析,提出了一套用于研究OPGW直流融冰过程对通信光纤的影响研究的技术方案。     

一种结合新型OPGW的融冰技术及温度特性分析

对一种结合新型OPGW光缆的融冰方案及融冰监测实现原理进行分析,研究了OPGW融冰地线的结构及通流后的截面热量分布规律,根据这种特点提出一种利用直流电源、分布式光纤测温技术实现的应用于OPGW地线的融冰方案,分析了利用分布式测温技术实现的融冰过程的导线超温和脱冰状态的监测原理,并在试验线路上获取了OPGW光缆的覆冰与融冰温度变化数据。通过数据分析进一步验证了融冰过程监测的有效性。该融冰技术可以提高融冰效率,节省能耗,保护光缆的安全。     

架空输电线路激光远程融冰试验及分析

简要介绍激光除异物装置,模拟输电线路覆冰并使用1064 nm连续光纤激光进行定点照射融冰试验和扫描切割融冰试验。通过试验发现,激光装置具有一定除冰效果,但不适合大面积快速除冰,研究成果对激光除冰技术实用化具有一定参考价值。     

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。     

复合光纤架空地线交流融冰法的研究

冰灾引发的输电线路覆冰事故严重危害电力系统安全稳定运行,尤其是电力通信地线的覆冰事故,可能造成供电、通信中断等危害,因此,提高地线融冰技术是关键。本文提出一种复合光纤架空地线新型交流融冰法,具有感应电压低、无功小、融冰电源设备成本低、操作方便等优点,适用于受灾的复合光纤架空地线(OPGW)耐张段间覆冰线路的融冰,局部针对性融冰确保线路耐压耐热要求,减小融冰耗能。所提出的OPGW结构采用漆包线绕制无感双绞线取代铝包钢中心线作为加热源。设计制作实验样品,并进行裸导线加热升温实验以及OPGW融冰实验。基于热路法,建立等效热路模型,进行温升计算及Matlab仿真,实验结果和计算结果基本吻合,初步验证新型OPGW结构交流融冰的可行性。     

直流融冰及试验过程中的问题分析

直流融冰装置具有对全站4条500 kV输电线路的导线、地线、OPGW光缆融冰的功能。2012年至2017年期间,500 kV黎平变电站共开展融冰及试验117次,在直流融冰融冰及试验过程中,遇到了多个技术难题,本文主要分析三个典型的问题及解决方法,以供其他直流融冰装置融冰及试验时参考。     

500kV输电线路融冰技术研究

对500kV输电线路导线进行了融冰电流--时间特性试验温升试验,计算研究了改变线路潮流分布实现防止线路覆冰和融冰的可行性、三相短路融冰的可能性、直流融冰的可能性,研究了采用新型导线融冰的可行性.在此基础上,提出了相应的500kV输电线路融冰方案.     

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。     

移动融冰装置在RTDS上的仿真试验研究

西安整流器公司"KYAF-1200/14000直流移动融冰电源"进行了不同运行工况的RTDS实时仿真试验,对融冰线路耦合感应、投低压补偿电容、融冰装置正常启动过程的谐波等进行了试验分析,根据仿真试验.提出了有效的融冰运行方式的建议,以提高融冰装置运行的安全性和稳定性.     

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。     

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。     

一种直流融冰兼SVC阀组全工况运行试验系统

直流融冰兼静止无功补偿器（static var compensator,SVC）晶闸管阀组在直流融冰运行方式下和静止无功补偿运行方式下的运行工况完全不同,国内外尚无专门针对直流融冰兼SVC阀组运行试验的试验系统,给出了一种直流融冰兼SVC晶闸管阀全工况运行试验回路,分别介绍了该试验回路的主回路设计和控制系统设计。在此基础上完成了最大电流5 000 A、最大电压30 kV、最大故障电流100 kA的试验系统的开发,在该试验系统上完成了直流融冰兼SVC阀组的全部运行试验,试验结果表明,该试验系统能够满足用一套试验系来完成阀组在直流融冰模式和SVC模式下的所有运行试验,能够保证开发的直流融冰兼SVC阀组具备高可靠性。     

直流融冰试验在宁波电网的应用

直流融冰是输电线路应对冰灾的一种有效手段。以一条220kV线路直流融冰试验为例,对融冰线路两侧状态的定义和调度操作要求作了明确规定,分析了通过对矩阵闸刀的切换来调整直流融冰装置的融冰模式,并给出了继电保护定值的整定原则。实际试验数据结果分析表明,优化电网中直流融冰装置的布点原则、操作流程并考虑各种风险和约束的融冰调度策略可有效提高融冰效果。     

国网湖南电力检修公司完成直流融冰试验

正2013年12月10日,国网湖南电力检修公司完成了500千伏黑沙线线路直流融冰装置升流试验。这是湖南主电网移动式直流融冰装置首次在超高压线路上进行升流试验。据了解,为检验融冰装置的实际融冰能力和改进融冰技术方案,国网湖南电力检修公司在每年融冰警戒期到来前,都会安排一次线路模拟融冰试验,但以前仅限于在试验设备上进行模拟,并未真     

直流融冰装置开路试验原理与实践

为更好地指导开展南方电网直流融冰装置开路试验,研究了开路试验直流电压形成机理、交直流侧电压谐波特性、阀导通瞬间冲击电流、阀电压特性及阀关断状态电压上升率、开路电压控制功能和开路试验保护功能等,并推导出开路试验阀关断状态电压上升率计算公式。此外,介绍了桂林直流融冰装置、独山直流融冰装置和黎平直流融冰装置的开路试验功能和现场开路试验情况。     

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。     

输电线路融冰特性和温升特性试验研究

对500kV输电线路导线进行了融冰电流-时间特性试验和温升试验,得出了500kV输电线路使用的几种主要规格导线的最小融冰电流、融冰电流-时间特性和温升特性,为500kV输电线路制定融冰方案提供了关键的基础性数据.     

10~110 kV线路光纤复合相线改造设计研究

光纤复合相线借助热力融冰手段具有极强的防覆冰能力,因此进行输电线路光纤复合相线改造对于抗击冰灾有重大的意义.对10～110 kV线路光纤复合相线改造工程的设计问题进行了讨论并提出了相应的对策.     

新型交直流融冰装置在湖南电网的应用

针对传统交流融冰技术存在负荷转移困难、倒闸操作多、融冰所需容量大等不足,研制出了可调电容串联补偿交流融冰装置、移动式直流融冰装置和固定式直流融冰装置,并完成了现场试验。移动式和固定式直流融冰装置,可满足湖南电网97％的220kV输电线路融冰需求。三套装置的成功研制,为电网防冰减灾提供了新的技术手段。