110kV电压互感器瓷套交流冰闪特性及防冰闪措施

为了解覆冰对电力系统的安全可靠运行影响程度,开展了110kV电压互感器瓷套交流覆冰闪络特性试验研究,结果表明:随着覆冰程度的增加,110kV电压互感器瓷套交流覆冰闪络电压将降低,其覆冰闪络电压与覆冰质量和覆冰厚度分别满足负指数和负幂函数关系,且特征指数范围分别为0.085～0.100和0.40～0.55;110kV电压互感器瓷套冰闪电压与覆冰前污秽有关,其覆冰闪络电压与污秽满足负幂函数关系,且特征指数范围为0.21～0.26;当覆冰厚度达25mm且盐密为0.08mg/cm2及以上时,运行中的110kV互感器瓷套将发生覆冰闪络;防止110kV互感器瓷套交流冰闪的有效措施是采用增加结构高度和加装增爬裙,研究结果可为覆冰地区变电站外绝缘的选择和设计提供参考。     

污秽覆冰绝缘子动态闪络特性分析

为研究在污秽与覆冰共存条件下的绝缘子动态闪络特性,基于FXBW4-10/100悬式复合绝缘子,通过覆冰水电导率方法模拟了覆冰绝缘子污秽,记录了局部电弧起弧位置和局部电弧形成至发展为沿面闪络的过程,得到了不同污秽程度下覆冰绝缘子的闪络电压变化规律。并建立了覆冰绝缘子动态闪络模型。结果表明:随着覆冰水电导率的增大,绝缘子闪络电压先下降后趋于稳定;闪络过程中,绝缘子上下钢脚处最先起弧;无冰区的存在严重畸变了绝缘子沿面电位分布,无冰区长度越短,畸变越明显。     

XZP-210绝缘子冰闪特性与串长和布置方式的关系

为了给高海拔覆冰地区超特高压直流输电线路外绝缘设计提供技术参考,在人工气候室模拟高海拔大气条件进行了大量覆冰试验研究,根据试验研究结果,分析了XZP-210直流绝缘子串冰闪闪络电压与串长和布置方式的关系.结果表明,在污秽度和气压较低的条件下,覆冰绝缘子串的直流闪络电压与串长的线性关系较微弱,但随着海拔高度或污秽程度的增加,其闪络电压与串长基本呈线性关系.绝缘子串的布置方式对冰闪电压有明显影响:水平布置的覆冰绝缘子串具有最高的闪络电压,V型串次之,垂直串最低;不同布置方式下,气压对水平布置的覆冰绝缘子串的影响最为严重.     

输电线路覆冰闪络原因分析与解决方法探讨

线路覆冰已成为输电线路事故的主要原因之一。本文对覆冰形成、分类和除冰方式等方面进行说明,并讨论了计算线路覆冰数据变动的数据模型和绝缘子覆冰闪络的电路模型,对比了输电线路覆冰在线监测方法。     

输电线路覆冰灾害影响及防除冰技术探讨

基于文献分析,本文针对覆冰的形成与分类作了简要的介绍,例举了近期我国发生的重大覆冰事故,从覆冰使输电线路机械特性和电气特性受损的角度进行了危害分析。结合我国覆冰事故的具体情况,一般防治举措主要有防覆冰闪络、防覆冰舞动和防冰除冰等方面,这里详细地探讨了防除冰技术,并分析指出现有技术的一些不足之处。     

关于高寒、高污染地区铁路绝缘子等值盐密度安全范围的研究

对等值盐密安全范围的研究是确定绝缘子清扫、维护周期的重要工作。通过理论分析计算和ANSYS热仿真及实验验证,对高寒、高污染煤场铁路绝缘子污秽物成分、泄露电流、热流场、水收集、水蒸发等的分析计算,分析高寒、高污染煤场铁路绝缘子表面水平衡和热平衡,解释绝缘子在此环境下表面无覆冰现象的原因;同时还确定在特定环境下,满足绝缘子不覆冰且不出现污闪和冰闪的在线监测绝缘子等值盐密度安全范围。     

降低覆冰对6kV配电网运行的危害

辽河油田兴隆台采油厂工程电力维修大队维护兴采厂29条6kV架空配电线路,线路总长598公里,612台变压器,线容量69800kVA,专供五个采油区的井、站电能。每年冬季持续雨雪冰冻天气给电网设施带来大面积覆冰,导致电杆倾斜、断线、绝缘子闪络、金具变形。而电杆和断线造成的危害最大,电力设施损坏,油井断电停产、联合站输油中断。分析配电网冰灾原因是极端天气使线路覆冰值超过了设计标准值,对冰雪灾害成因反思,提出了电网防冰害措施,提高抵御自然灾害的能力,避免出现大面积停电事故。     

自然条件下输电线路导线覆冰增长特性

输电线路导线覆冰严重威胁着电网安全运行.导线覆冰过程复杂,影响因素众多,对其覆冰增长规律的准确掌握是建立并优化导线覆冰数值计算模型的基础.从自然覆冰试验出发,依托雪峰山自然覆冰试验基地对不同种类的导线进行了自然覆冰观测试验,研究了导线直径、导线表面处理情况、覆冰类型及导线扭转对导线覆冰增长过程的影响.通过导线表面水滴碰撞系数的计算分析了不同直径导线覆冰的差异性.研究结果表明:自然环境条件下,风速对导线雾凇覆冰冰形起决定性作用,覆冰主要在导线迎风面(横向迎风侧)累积,而背风侧和纵向覆冰较少.覆冰厚度随时间非线性增长,导线直径越小,覆冰厚度增长越快.导线扭转使得导线背风侧向迎风侧转变,覆冰厚度增长速率加快.雨凇覆冰时,除迎风侧翼型覆冰外,导线下方易冻结形成冰棱,使得冰形结构更为复杂.     

架空输电线路覆冰和融冰仿真研究

为了辅助运行人员在冬季不同气象条件下对输电线路的覆冰危害进行定量分析,以及合理选择直流融冰电流和融冰时间,对架空线路的覆冰和融冰仿真软件进行了研究,提出了一种便于使用的考虑导线所处微地形环境和风向等综合因素的覆冰增长计算方法,并分析了覆冰仿真软件程序框图;利用载流导线的热平衡方程,选择导线最高允许运行温度为70℃,计算了导线的最大融冰电流并对计算误差进行了分析;利用覆冰导线表面冰融化时的热平衡方程,分析了覆冰导线融冰时间的计算方法,并分析了融冰仿真软件的程序框图。     

覆冰分裂导线扭转刚度研究

因分裂导线覆冰而导致的扭转刚度变化是舞动发生的重要原因之一,为了有效防治输电线路舞动,研究覆冰分裂导线扭转刚度很有必要.提出了一种考虑覆冰偏心的覆冰分裂导线扭转刚度计算方法,分析了覆冰对扭转刚度的影响.计算结果表明:覆冰导线的扭转刚度随覆冰量的增大而增大;常见易引发舞动的冰形中,扇形覆冰的偏心影响最大;覆冰偏心对扭转刚度有影响,初始结冰角越大,扭转刚度越大;覆冰导线在顺时针与逆时针的扭转刚度受覆冰偏心的影响基本相同,但临界扭转角和临界扭矩不同;不均匀覆冰会对分裂导线的扭转刚度产生显著影响.所得结果可为舞动的防治提供参考.     

覆冰导线舞动数值仿真分析

利用ABAQUS有限元分析软件,通过欧拉梁单元的自由度释放和设置材料为不可压缩,模拟得到具有扭转自由度的覆冰导线的索单元,进一步利用用户自定义单元模拟覆冰导线所受的阻力、升力和扭矩空气动力载荷,分析了覆冰导线的舞动现象,并通过覆冰单导线与覆冰双分裂导线舞动模拟算例验证了方法的正确性。模拟研究了覆冰初始攻角、线路档距和导线初始张力等因素对覆冰导线舞动的影响规律。所得结果对覆冰导线舞动和防舞技术的研究具有一定的参考价值。     

覆冰条件下旋转风力机叶片振动特性及其影响因素分析

为探究覆冰条件下旋转风力机叶片振动特性,分析温度、湿度、风速、运行时间四个因素对覆冰叶片振动特性的影响,以1:12.5建立的实体风力机模型为研究对象,搭建旋转风力机叶片覆冰振动测试试验台,设计四因素三水平正交试验,采用环境激励(风激励)和多点拾振的方法进行模态测试。试验研究了不同覆冰状态下旋转风力机叶片的振动特性及其变化规律;以最大振动频率为评价指标,分析四个因素对覆冰风力机叶片振动特性的影响。结果表明:相同覆冰条件下,覆冰厚度不变,旋转风力机叶片振动频率由叶尖至叶根逐渐减小;覆冰位置不变,覆冰厚度增加,旋转风力机叶片振动频率逐渐降低;旋转风力机叶片运行环境温度和湿度变化对其振动频率的影响较大。为进一步分析覆冰条件下旋转风力机叶片的位移响应和振型变化,建立了风力机三维模型,利用ANSYS软件对其进行谐响应分析,分析结果显示不同覆冰状态下叶片振型变化无明显差异,覆冰厚度增加,叶片位移响应值明显增大。研究结果可为覆冰条件下风力机运维策略选择及叶片覆冰安全监测提供理论参考。     

试论供配电线路覆冰及其消除措施

当架空供配电线路冰雪过多,线路导线、避雷线上出现严重覆冰时,首先是加重导线和杆塔的机械负荷,使导线弧垂增大,从而造成混线或断线;当导线、避雷线上的覆冰脱落时,又会使导线、避雷线发生跳跃现象,因而引起混线事故。此外,由于绝缘子或横担上积聚冰雪过多,进而引起绝缘子的闪络事故。本文对供配电线路覆冰及其消除提出了相应对策。     

多模态耦合的覆冰导线风致舞动分析

深入研究覆冰导线在风致作用下发生的舞动具有重要意义.覆冰输电导线是一个三维连续体,存在面内-面外-扭转多阶模态耦合,因此详细分析覆冰导线发生舞动时各阶模态在耦合作用下的舞动特性是有必要的.本文提出覆冰导线面内-面外-扭转多阶模态耦合的非线性动力分析模型,通过Lyapunov理论对覆冰导线稳定性进行判断,分析了在稳定风场中不同风速下,覆冰导线各阶模态舞动情况.进一步考虑了覆冰导线所在风场的随机性,为提高脉动风场的模拟效率,采用基于Hermite插值改进Cholesky分解的脉动风场模拟方法,分析脉动风下覆冰导线各阶模态舞动特性,并与稳定风场中覆冰导线各阶模态的振动进行比较.     

三峡地区导线覆冰的特性及雾凇覆冰模型

根据对鄂西及川东地区输电线路因导线覆冰引起事故的调查结果,分析了三峡地区输电线路导线覆冰的基本特征,并从理论上建立了导线的雾凇覆冰模型。     

不同覆冰状态下导线风致振动响应仿真

为研究动态风载作用下不同覆冰状态下输电导线的动力响应,利用谐波叠加法模拟多点相关的脉动风速时程曲线,得到不同覆冰形式下的风荷载,建立导线有限元模型,对不同覆冰状态下输电导线各特征参数和风速的相关性,并对导线振动特性以及动张力特性进行分析。结果表明：在随机风作用下,不均匀覆冰对风速的相关性最强;相同风速下,覆冰厚度和覆冰形式对导线振动特性影响不大;均匀覆冰时,导线张力峰值在15 mm覆冰时达到最大,张力峰值为69 180.4 N;不均匀覆冰状态下,中央重覆冰对导线张力的影响强于两侧重覆冰。     

线路覆冰分层脱落动力响应的研究

覆冰线路脱冰方式影响着整个线路的动力响应.利用数值试验方法建立了4塔5线有限元耦合模型,覆冰模拟采用附加冰单元法.研究了中跨中部导线外侧的两层覆冰同时发生脱落和两层覆冰在不同时刻相继发生不同厚度脱落时体系的动力响应.分析结果表明,两层覆冰在不同时刻相继发生脱落比覆冰在同一时刻一次性全部发生脱落引起的线路回弹高度、不平衡张力和跨中导线张力的最大值分别减小24%,17%和14%左右.当导线运动至最低点而第2层覆冰发生脱落时引起的线路回弹高度最大.无论两层覆冰脱落的时间间隔多长,线路脱冰后最终都具有相同的稳定振动状态.当最外层覆冰厚度占覆冰总厚度的3/5左右时,分层脱冰对线路体系的影响最小.对覆冰分层脱落的研究结果表明,以往采用覆冰一次性全部脱落假设得到的线路脱冰荷载取值偏保守,尚有可供优化的空间.     

超疏水材料在电力系统中的防覆冰应用分析

覆冰对电网的安全运行有较大威胁,防覆冰技术是电力系统的研究重点。超疏水涂料是一种热门新型材料,其表面特性能够缓解覆冰的积累,是一种很有应用前景的防冰材料,国内外已有学者研究将超疏水涂料应用于电力设备的防覆冰中。该文总结了超疏水涂料在电力系统中防覆冰应用的研究现状,并对其应用前景进行了分析。     

不同覆冰长度下110kV复合绝缘子的电位分布

覆冰在绝缘子中多有发生,研究不同覆冰长度对绝缘子电位的影响,对绝缘子除冰工作有一定指导意义。以110 kV复合绝缘子为例在ANSYS中建立其仿真模型,基于有限元静电场模型分析了不同的覆冰长度对绝缘子表面电位分布的影响。结果表明：洁净FXBW-110/100型复合绝缘子表面电位分布是极其不均匀的,覆冰长度小于60 cm时对绝缘子表面电位影响不大,覆冰长度达到70 cm时覆冰末端点位分布畸变严重,覆冰长度达到80 cm时表面电位分布的不均匀性得到明显改变,绝缘子表面整体电位发生严重畸,绝缘性能严重下降。     

架空导线覆冰实验及模拟

在小型开式冰风洞中对架空导线覆冰过程进行测试,风洞位于低温环境室中,在不同工况下,每隔1 h测量导线上的冰负荷和冰密度以及观察覆冰类型,覆冰测试时间为6 h,将实验结果与改进后基于热平衡的覆冰模型进行比较及误差分析。研究结果表明:当气流温度从-10℃逐渐升高到-2℃时,覆冰开始为干增长(雾凇),然后逐渐变为湿增长(雨凇),同时冰密度增加;风速增加会导致覆冰量增加,但如果气流中液态水含量比较高,即使是在较低的温度下,覆冰类型也为雨凇;改进的覆冰模型对导线冰负荷的预测与实验结果较吻合。