高壓架空輸電線路防冰、融冰、除冰技術研究綜述
發(fā)布時間:2021-03-09 08:33
目前的防、融、除冰技術多樣,但尚無明確的體系來劃分三者間的區(qū)別。對以往的國內外防冰、融冰、除冰技術進行梳理歸納,劃分高壓架空輸電線路防、融、除冰三大技術體系,并指出當前防、融、除冰技術發(fā)展需克服的一些難點。除此之外,介紹正在研究的自制熱融冰導線、基于PTC(Positive Temperature Coefficient)材料的智能融冰導線方案以及目前部分地區(qū)已工程應用的地線融冰技術。最后,從"智能電網"中的"可適應、可自愈"角度出發(fā),提出建設一體化防、融、除冰技術體系,并對融冰技術的下一步發(fā)展趨勢進行了展望。
【文章來源】:電力系統保護與控制. 2020,48(18)北大核心
【文章頁數】:10 頁
【部分圖文】:
發(fā)電機零起升壓Fig.1Generatorzeroboost
-180-電力系統保護與控制圖1發(fā)電機零起升壓Fig.1Generatorzeroboost圖2系統沖擊合閘短路Fig.2Systemshockclosingshortcircuit電壓有一定的沖擊,且融冰電流取決于系統條件,可控性較差[35]。(3)冬季本就是用電負荷高峰期,融冰所需的大量電能無疑會使電網供電更加緊張;(4)開展融冰工作需要電網多部門相互協作,融冰準備時間較長,對調度操作人員要求高,需要的倒閘操作非常復雜。難以在多覆冰地區(qū)、多覆冰線段同時進行融冰,效率較低。2.1.2帶負荷交流融冰技術帶負荷融冰方法基本原理也是通過增大覆冰線路的電流來實現融冰。這種方法不需要停運線路,只需改變線路潮流。目前國內外帶負荷融冰主要基于以下三種方法[36-37]。1)基于調度的調整潮流融冰。通過制定科學合理的調度方案,向覆冰線路傳送更多的功率。具體措施有:停運并列線路(效果最好)、增加送端開機容量或減少受端開機容量、降低電壓水平、增加無功傳輸、轉移負荷等。500kV輸電線路由于融冰電流太高[38],通過調度難以實現,因而這種方法只適用于220kV及以下的網狀結構電網,且需要停運多條線路才能對線路潮流產生較大的影響。此外,對于負荷自然分布、受電網穩(wěn)定極限限制的110kV饋線網絡,難以通過調度潮流來實施融冰。2)基于增加無功電流的調整潮流融冰。通過降低系統功率因數的同時保證負荷正常供電不受影響,向所需融冰的線路增加無功功率傳輸。這種方法融冰對無功功率的控制要求較高,尤其是對網狀結構的電網難度更甚。此外,該方法融冰還會破壞系統的無功功率分布,不利于系統維持穩(wěn)定,實用性不高。3)基于移相變壓器的帶負荷融冰。通過在變電站安裝移相變壓器,使其在雙回線路產生一個
王勇,等高壓架空輸電線路防冰、融冰、除冰技術研究綜述-181-圖3直流融冰基本原理Fig.3BasicprincipleofDCmeltingice直流輸電線路狀況,此外,這種方式會對原系統改變較大。與交流融冰技術相比,直流融冰技術需要電網提供的融冰電源容量孝無需無功補償裝置、無需考慮線路阻抗匹配和進行復雜的倒閘操作,在直流融冰裝置足夠的情況下,可對多覆冰地區(qū)、多覆冰線路同時進行作業(yè),效率較高。直流融冰技術的不足:(1)直流不可控整流融冰裝置難以實現電壓連續(xù)可調,可控整流融冰裝置控制系統復雜,運維成本高,調壓時會產生大量諧波并向系統注入無功;(2)融冰時皆需要停運線路,影響電網冬季用電高峰期正常供電;(3)需要投資建設直流融冰裝置,且裝置的使用率低,經濟性差。2.3地線融冰技術架空地線不承擔輸配電功能而無電流焦耳熱效應,故其覆冰程度更甚導線。地線覆冰超過一定程度后,會引起線路斷裂/股,進而造成輸電線路整體結構失衡,增加桿塔傾斜/倒塔幾率。此外,若地線斷線誤搭到輸電線上還會造成線路短路、跳閘等事故[42],F有的架空地線因考慮防雷功能,一般設計成逐塔接地或分段接地,這種運行方式給地線融冰作業(yè)帶來困難,運用短路融冰法需要對地線進行一定的改造,現有的地線融冰技術大致有以下幾種。2.3.1短路融冰地線短路融冰通過對架空地線線路進行改造,讓逐塔接地或分段接地的地線全部連接起來,再通以交直流,形成電流回路進行融冰。這種方法融冰的優(yōu)勢是可以進行遠距離地線融冰,缺點是地線的防雷功能被破壞。針對此問題,有專家提出了通過在地線支架處裝絕緣子,如圖4—圖6所示,通過將地線掛在絕緣子上,使地線與桿塔絕緣,當發(fā)生雷擊時,絕緣子間的并
【參考文獻】:
期刊論文
[1]復合絕緣子光熱型涂料制備與融冰試驗[J]. 張宇,胡琴,李雪源,王新寬,蔣興良,周龍武,朱茂林. 電網與清潔能源. 2020(07)
[2]計及氣象因素時間累積效應的輸電線路覆冰預測[J]. 莊文兵,祁創(chuàng),熊小伏,于龍,張清川,劉澤青. 電力系統保護與控制. 2019(17)
[3]基于微氣象監(jiān)測的輸電線路覆冰動態(tài)過程估計模型[J]. 莊文兵,祁創(chuàng),王建,于龍,張清川,熊小伏,劉澤青. 電力系統保護與控制. 2019(14)
[4]基于PCA-GA-LSSVM的輸電線路覆冰負荷在線預測模型[J]. 陳勇,李鵬,張忠軍,聶海福,沈鑫. 電力系統保護與控制. 2019(10)
[5]基于自融冰導線的在線實時融冰技術初探[J]. 莫思特,劉天琪. 科學技術與工程. 2018(33)
[6]輸電線路導線及地線復用新型直流融冰裝置技術研究綜述[J]. 宋宏佺. 南方能源建設. 2018(03)
[7]試論電力線路覆冰機理及融冰技術[J]. 龔彥輝,李佳城,陳飛飛,徐術超. 通訊世界. 2018(07)
[8]人工智能除冰技術在輸電線路中的應用[J]. 付子峰,吳啟進,劉繼承,郭景武,王星超,李龍云. 湖北電力. 2018(03)
[9]110kV六回路耐張塔受力性能分析[J]. 曾健,趙勝利,蘇耀國,譚蓉. 電網與清潔能源. 2018(03)
[10]基于覆冰氣象條件的電網差異化規(guī)劃經濟性評估[J]. 蒯圣宇,鄧子鳴,陳煒,陳懿,金旭榮,吳軍. 智慧電力. 2018(03)
本文編號:3072584
【文章來源】:電力系統保護與控制. 2020,48(18)北大核心
【文章頁數】:10 頁
【部分圖文】:
發(fā)電機零起升壓Fig.1Generatorzeroboost
-180-電力系統保護與控制圖1發(fā)電機零起升壓Fig.1Generatorzeroboost圖2系統沖擊合閘短路Fig.2Systemshockclosingshortcircuit電壓有一定的沖擊,且融冰電流取決于系統條件,可控性較差[35]。(3)冬季本就是用電負荷高峰期,融冰所需的大量電能無疑會使電網供電更加緊張;(4)開展融冰工作需要電網多部門相互協作,融冰準備時間較長,對調度操作人員要求高,需要的倒閘操作非常復雜。難以在多覆冰地區(qū)、多覆冰線段同時進行融冰,效率較低。2.1.2帶負荷交流融冰技術帶負荷融冰方法基本原理也是通過增大覆冰線路的電流來實現融冰。這種方法不需要停運線路,只需改變線路潮流。目前國內外帶負荷融冰主要基于以下三種方法[36-37]。1)基于調度的調整潮流融冰。通過制定科學合理的調度方案,向覆冰線路傳送更多的功率。具體措施有:停運并列線路(效果最好)、增加送端開機容量或減少受端開機容量、降低電壓水平、增加無功傳輸、轉移負荷等。500kV輸電線路由于融冰電流太高[38],通過調度難以實現,因而這種方法只適用于220kV及以下的網狀結構電網,且需要停運多條線路才能對線路潮流產生較大的影響。此外,對于負荷自然分布、受電網穩(wěn)定極限限制的110kV饋線網絡,難以通過調度潮流來實施融冰。2)基于增加無功電流的調整潮流融冰。通過降低系統功率因數的同時保證負荷正常供電不受影響,向所需融冰的線路增加無功功率傳輸。這種方法融冰對無功功率的控制要求較高,尤其是對網狀結構的電網難度更甚。此外,該方法融冰還會破壞系統的無功功率分布,不利于系統維持穩(wěn)定,實用性不高。3)基于移相變壓器的帶負荷融冰。通過在變電站安裝移相變壓器,使其在雙回線路產生一個
王勇,等高壓架空輸電線路防冰、融冰、除冰技術研究綜述-181-圖3直流融冰基本原理Fig.3BasicprincipleofDCmeltingice直流輸電線路狀況,此外,這種方式會對原系統改變較大。與交流融冰技術相比,直流融冰技術需要電網提供的融冰電源容量孝無需無功補償裝置、無需考慮線路阻抗匹配和進行復雜的倒閘操作,在直流融冰裝置足夠的情況下,可對多覆冰地區(qū)、多覆冰線路同時進行作業(yè),效率較高。直流融冰技術的不足:(1)直流不可控整流融冰裝置難以實現電壓連續(xù)可調,可控整流融冰裝置控制系統復雜,運維成本高,調壓時會產生大量諧波并向系統注入無功;(2)融冰時皆需要停運線路,影響電網冬季用電高峰期正常供電;(3)需要投資建設直流融冰裝置,且裝置的使用率低,經濟性差。2.3地線融冰技術架空地線不承擔輸配電功能而無電流焦耳熱效應,故其覆冰程度更甚導線。地線覆冰超過一定程度后,會引起線路斷裂/股,進而造成輸電線路整體結構失衡,增加桿塔傾斜/倒塔幾率。此外,若地線斷線誤搭到輸電線上還會造成線路短路、跳閘等事故[42],F有的架空地線因考慮防雷功能,一般設計成逐塔接地或分段接地,這種運行方式給地線融冰作業(yè)帶來困難,運用短路融冰法需要對地線進行一定的改造,現有的地線融冰技術大致有以下幾種。2.3.1短路融冰地線短路融冰通過對架空地線線路進行改造,讓逐塔接地或分段接地的地線全部連接起來,再通以交直流,形成電流回路進行融冰。這種方法融冰的優(yōu)勢是可以進行遠距離地線融冰,缺點是地線的防雷功能被破壞。針對此問題,有專家提出了通過在地線支架處裝絕緣子,如圖4—圖6所示,通過將地線掛在絕緣子上,使地線與桿塔絕緣,當發(fā)生雷擊時,絕緣子間的并
【參考文獻】:
期刊論文
[1]復合絕緣子光熱型涂料制備與融冰試驗[J]. 張宇,胡琴,李雪源,王新寬,蔣興良,周龍武,朱茂林. 電網與清潔能源. 2020(07)
[2]計及氣象因素時間累積效應的輸電線路覆冰預測[J]. 莊文兵,祁創(chuàng),熊小伏,于龍,張清川,劉澤青. 電力系統保護與控制. 2019(17)
[3]基于微氣象監(jiān)測的輸電線路覆冰動態(tài)過程估計模型[J]. 莊文兵,祁創(chuàng),王建,于龍,張清川,熊小伏,劉澤青. 電力系統保護與控制. 2019(14)
[4]基于PCA-GA-LSSVM的輸電線路覆冰負荷在線預測模型[J]. 陳勇,李鵬,張忠軍,聶海福,沈鑫. 電力系統保護與控制. 2019(10)
[5]基于自融冰導線的在線實時融冰技術初探[J]. 莫思特,劉天琪. 科學技術與工程. 2018(33)
[6]輸電線路導線及地線復用新型直流融冰裝置技術研究綜述[J]. 宋宏佺. 南方能源建設. 2018(03)
[7]試論電力線路覆冰機理及融冰技術[J]. 龔彥輝,李佳城,陳飛飛,徐術超. 通訊世界. 2018(07)
[8]人工智能除冰技術在輸電線路中的應用[J]. 付子峰,吳啟進,劉繼承,郭景武,王星超,李龍云. 湖北電力. 2018(03)
[9]110kV六回路耐張塔受力性能分析[J]. 曾健,趙勝利,蘇耀國,譚蓉. 電網與清潔能源. 2018(03)
[10]基于覆冰氣象條件的電網差異化規(guī)劃經濟性評估[J]. 蒯圣宇,鄧子鳴,陳煒,陳懿,金旭榮,吳軍. 智慧電力. 2018(03)
本文編號:3072584
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