输电线路覆冰在线监测系统国内外研究综述

输电线路覆冰会影响电网的安全稳定运行,国内外对于输电线路覆冰在线监测进行了很多研究,笔者旨在分析当前覆冰在线监测系统的研究成果。首先,讲述了国内外关于输电线路覆冰过程预测的模型,包括基于热力学机理、流体力学机理和实测数据模拟等建立起的数学模型,并分析对比了其优缺点;其次,介绍了目前覆冰导线在线监测技术,包括视频监测技术、力学载荷计算监测覆冰厚度、倾角变化监测弧垂等技术;最后,指出了现有覆冰监测技术的一些不足之处,并提出了一些改进意见。     

架空输电导线覆冰及舞动在线监测技术综述

近年来,架空输电线路的覆冰和舞动在线监测技术取得了长足的发展。介绍导线覆冰舞动造成的危害、覆冰舞动的产生机理和监测方式以及导线覆冰舞动在线监测技术国内外的应用现状和发展趋势;重点介绍了光纤传感器在输电导线覆冰舞动监测技术应用中的优越性。     

覆冰在线监测技术在1000kV特高压输电线路中的应用

1000 kV晋东南—南阳—荆门交流特高压试验示范工程是世界上第一个以额定电压长期运行的特高压工程。为了实现在线监测该特高压线路的覆冰情况,进行了该线路走向及沿线地形气候特征的调查,总结了目前覆冰在线监测技术的研究现状,阐述了输电线路覆冰力学、气象数据监测单元和图像/视频监控单元两种覆冰监测技术的工作原理,重点分析了覆冰监测单元和图像/视频监控单元在该特高压线路中的应用。实际应用结果表明,覆冰在线监测技术有效地监测了线路的覆冰情况。指出覆冰在线监测技术对保证特高压输电线路的安全运行以及促进国家智能电网计划的开展具有十分重要的意义。     

风力发电机覆冰预警技术研究

能源电力低碳化转型背景下,风电将成为第一大电源。风机覆冰会导致停机,是影响风电出力的重要因素,有必要开展风机覆冰预警技术研究。文中总结了贵州龙源新能源公司风机覆冰给风机运行带来的多方面影响,提出应从风电场高精度气象预测预警技术和风机部件覆冰在线监测技术开展风机覆冰预警技术研究。风机部件覆冰在线监测技术应重点监测风机叶片,监测预警技术包括视频监测法和人工观冰法和微波监测法等,其中视频监测法和人工观冰法已实用化,微波监测法前景较好。     

输电线路绝缘子覆冰预测及防护方法综述

在寒冷地区,由大气结冰引起的绝缘子串覆冰频发,严重影响覆冰地区电力系统的安全。开展绝缘子覆冰及其预防技术研究对提高输电线路可靠运行有重要意义。首先分析绝缘子覆冰闪络的主要影响因素,并对覆冰绝缘子的形态特征进行深入研究,如覆冰类型、覆冰量、覆冰长度和桥接状态、绝缘子污染等。然后从预测、监测、预防3个角度出发,详细论述覆冰绝缘子覆冰的防护措施。对覆冰绝缘子的监测方法进行分析和比较,结果表明,图像监测技术在冰凌预测中具有明显的优势,并讨论了目前结冰的图像识别技术的研究进展和技术难点。最后,介绍绝缘子覆冰风险预测模型的研究前景,并阐述基于图像和机器学习算法的绝缘子结冰风险预测模型的研究前景,对今后减少绝缘子覆冰闪络事件的研究提出一些建议和展望。     

高压输电线路覆冰及防冰、除冰技术综述

介绍了电网覆冰的形成机理、影响覆冰程度的各因素以及覆冰的危害。列举了近年来国内外各种覆冰监测技术和防冰、除冰手段,并对这些方法和技术进行了分析与对比,总结出现有技术的不足,同时指出了覆冰监测和除冰领域今后的研究方向和发展趋势。     

雨雾淞导线覆冰理论模型数值模拟研究

导线覆冰的理论模型及数值模拟是研究覆冰过程机理的必要手段。本文基于国际公认的导线覆冰理论模型框架,采用合理的覆冰过程物理参数化方法,构建了一套完整的数值计算方案,并利用其对雨雾淞导线覆冰过程进行了数值模拟研究,探讨了雨凇、雾淞及雨雾凇混合覆冰过程的机理及其演变特征。数值模拟结果表明:雾凇覆冰过程的增长曲线呈对数曲线变化特征,覆冰在开始阶段增长很快而随时间逐渐变慢;而雨淞覆冰则随时间持续增长,且覆冰质量增长比覆冰厚度增长更为明显;雨雾淞混合覆冰状态下覆冰的增长与单纯雨淞或雾凇覆冰的增长曲线均不同,由于干、湿覆冰机制的转换使覆冰增长过程呈现复杂的变化,而开始阶段无论是雨淞覆冰还是雾凇覆冰都可能表现出明显的湿增长特征。本文的研究结果揭示了雨雾凇导线覆冰过程的机理及其演变特征,具有一定的理论参考价值。     

输电线路悬式复合绝缘子雨凇与轻雾凇覆冰形态和覆冰过程对比研究

覆冰形态是影响输电线路绝缘子闪络的重要因素之一。目前未见各类型覆冰形态差异及其原因的相关研究,绝缘子覆冰形态形成的微观物理过程研究较少。覆冰过程包括水滴撞击,捕获和冻结三个过程。对比研究了南方电网电线路灾害(覆冰)预警系统监测的悬式复合绝缘子雨凇、轻雾凇覆冰形态,通过Fluent仿真研究了两类覆冰形态的水滴与绝缘子撞击过程,计算了绝缘子伞裙上表面、伞裙边缘和杆径的水滴撞击数和撞击密度,通过微气象数据分析研究水滴冻结过程,从水滴撞击和冻结两个过程理论解释了雨凇和轻雾凇两类覆冰形态差异的原因。     

架空输电线雨凇覆冰研究

输电线覆冰后在风载荷作用下舞动特性明显。在冻雨工况下,输电线会形成雨凇覆冰。而雨凇覆冰往往会造成严重电力事故,因此研究雨凇覆冰过程,对输电线安全运行有重要指导意义。首先分析了雨凇覆冰的形成过程及其影响因素,然后进行了雨凇覆冰的危害分析,其次总结了现有的雨凇覆冰预防措施,最后展望了雨凇覆冰的下一步研究方向。     

基于在线监测数据的输电线路覆冰形态研究

基于在线监测系统的覆冰监测数据,对南方电网输电线路4种覆冰形态进行研究,分析这些覆冰形态和覆冰量与气温、湿度等气象条件间的关系及其对输电线路的影响.分析结果表明,在一定的风速、云中冰晶含量等条件下,温度只要达到约-5℃就有可能产生雾凇覆冰;云南、贵州高海拔山区由于低温雨雪天气较长,覆冰过程容易向混合淞覆冰发展,对输电线路危害极大.     

固原地区输电线路覆冰特性及其事故防治技术研究

探讨国内外关于输电线路覆冰问题研究的最新进展,结合固原供电局输电线路覆冰的实际情况,研究分析了输电线路覆冰的气象成因、发展过程及其影响因素。并在分析现有的各种防冰、除冰措施和方法的基础上,根据固原供电局输电线路覆冰的特征和具体工程实践,提出了防止其输电线路发生冰害事故的技术措施和方法。     

输电线路覆冰监测技术

文章从电力架空线路覆冰雪产生的条件和危害入手,重点介绍了输电线路覆冰监测技术及应用现状,并提出改进建议。综合考虑湖北冰灾区域和覆冰监测的有效性,建议在湖北的恩宜荆荆电网和鄂东与江西交界的成宁重冰区装设覆冰在线监测装置,并提出具体应用原则。     

南方电网架空输电线路覆冰监测系统及其运行分析

电网频繁遭受冰灾,暴露出了有效监测手段和预警机制的缺乏.介绍了南方电网输电线路覆冰监测系统的结构、工作原理及其功能,并以监测系统对具体覆冰监测实例进行分析,结果表明了覆冰监测系统能够有效监测线路的覆冰、消融过程,分析结果准确.最后指出了该系统存在的不足,并提出了相应的改进措施.     

覆冰在线监测预警系统研究现状分析

自2008年冰灾以后,覆冰在线监测技术受到普遍重视,国家电网管辖的华中、湖南、浙江、福建等地电网,南方电网管辖的广东、广西、云南、贵州省网和超高压电网先后研制出覆冰监测系统并投入使用。首先总结了目前输电线路覆冰在线监测系统和监测模型的研究现状,并分别展开分析论述,同时阐述了南方电网覆冰监测系统运行流程,并对在线监测系统运行期间所获得的大量运行数据进行大数据处理的发展趋势提出了看法和意见。最后,对覆冰在线监测预警系统做出了总结和展望。     

绝缘子表面三维覆冰特性的影响因素

覆冰可极大程度降低绝缘子绝缘性能,严重威胁输电线路的稳定运行.开展绝缘子覆冰特性研究并建立绝缘子覆冰增长数值计算模型是解决绝缘子覆冰闪络问题的基础.为研究自然条件下绝缘子覆冰增长的发展规律和其影响因素,该文从环境参数出发分析绝缘子表面水滴碰撞、冻结、水膜流动等过程,对比不同覆冰类型增长过程的差异性,并基于流体力学和热力学基本理论建立绝缘子三维覆冰数值计算模型.在此基础上,以绝缘子LXY?120为例,对不同环境条件下绝缘子覆冰类型及增长特性进行仿真计算,并在雪峰山对两种不同类型的绝缘子进行了自然覆冰试验,将测量得到的绝缘子覆冰质量、最大覆冰厚度和仿真结果进行了对比,结果表明,不同环境条件下,绝缘子表面覆冰类型、发展过程、覆冰面积、速率等均有差异.此外,绝缘子伞裙结构会影响覆冰增长.复合绝缘子FXBW?220因为伞裙直径更小、厚度更薄,且具有多伞裙结构,其覆冰增长速率大于普通玻璃绝缘子LXY?300.自然条件下,覆冰可很快连通复合绝缘子伞裙间隙.     

输电线路导线覆冰机理及雨凇覆冰模型

为了揭示输电线路导线覆冰形成的原因和覆冰机理,通过对已有文献系统分析,指出导线覆冰是热力学、流体力学和电流电场耦合作用的结果.在国内外已有的覆冰模型基础上,针对雨凇覆冰过程,通过引入碰撞系数、冻结系数和收集系数给出了导线均匀覆冰和非均匀覆冰的覆冰质量和覆冰厚度预测模型,研究了在不同过冷却水滴中值体积直径、风速以及导线直...     

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。     

环境条件对线路绝缘子覆冰形态和密度的影响规律

绝缘子覆冰后闪络风险显著提高,而不同类型覆冰的闪络特性有较大差异。论文分析了覆冰液滴的热交换过程和受力情况,通过改变覆冰环境的温度、降水强度、风速,研究了环境条件与绝缘子覆冰形态和密度之间的对应关系,建立了绝缘子覆冰干湿增长的判定模型,给出了覆冰环境对应的液滴临界直径。研究结果表明:液滴冻结过程受到风速、环境温度及其直径的综合影响。随着温度的升高,绝缘子覆冰密度逐渐增加,冰内气泡含量有所降低;降水强度增加时,覆冰密度总体呈上升趋势,且在较低降水强度下,出现了一定的干增长过程;高风速对干增长过程起促进作用,风速增加到一定程度时,绝缘子表面将形成混合凇。覆冰液滴的临界直径和实际直径之差与覆冰密度呈正相关关系,干湿增长判定模型与试验测量结果之间有着良好的对应关系。论文研究成果可以为输电线路绝缘子现场覆冰状态预测和冰闪预警提供一定的参考。     

绝缘子覆冰闪络研究进展

覆冰绝缘子的电气特性是绝缘子防冰闪措施研究的关键技术难题,国内外学者对此进行了大量试验、理论研究,取得了很多有价值的成果,但输电线路冰闪事故仍时常发生。因此,总结了国内外关于绝缘子覆冰闪络的研究进展,为国内外从事绝缘子防冰闪工作的研究人员提供参考。结合近80年国内外对绝缘子覆冰闪络及其防治方法的丰富科学研究经验,从覆冰绝缘子表面冰层的物理特性、覆冰绝缘子试验方法、覆冰闪络特性及其冰闪数学模型等方面系统地总结分析了覆冰绝缘子闪络的各种影响因素/机理。得出了覆冰类型、染污盐密、覆冰水电导率、覆冰程度、气压、电压类型等因素对绝缘子冰闪电压的影响规律。并提出了绝缘子覆冰闪络特性、机理及其冰闪数学预测模型等亟待研究的内容,对未来绝缘子覆冰闪络的研究提出了一些极具价值地建议和设想。     

采用多变量模糊控制的输电线路覆冰状态评估

目前架空输电线路在线监测系统中覆冰状态通过阈值方法进行评估,由于监测技术和理论模型的考虑因素有限等原因导致准确率较低。输电线路覆冰与微气象参数(如环境温度和相对湿度)的相关性较大。为提高输电线路覆冰状态评估准确率,以输电线路在线监测系统为基础,综合考虑系统的等效覆冰厚度、微气象参数以及覆冰持续时间等,提出了一种采用多变量模糊控制技术的输电线路覆冰状态评估方法,并建立了模糊推理规则。通过南方电网输电线路灾害(覆冰)预警系统的现场监测数据验证了该方法的准确性和可行性。