基于力学测量的输电线路覆冰监测计算模型

为对输电线路的覆冰情况进行监测和计算,笔者提出了通过对耐张段及直线塔张力的测量来对输电线路稳态覆冰状况进行监测的方法,根据耐张段张力倾角和悬垂绝缘子串张力偏斜角进行输电线路覆冰实时计算模型的建立,并进行了试验验证。结果表明,该方法计算得出的覆冰值精度较高,可应用于多档输电线路覆冰的监测计算。     

基于拉力和倾角的输电线路覆冰厚度预测模型

提出一种基于拉力和倾角的输电线路覆冰厚度预测模型,弥补了现有模型忽略风偏平面影响的不足。该模型虑及风吹所形成的风偏平面内综合荷载的影响,根据耐张段轴向导线张力、悬挂点倾角、悬垂绝缘子串张力和垂直偏斜角来计算导线的覆冰厚度。以湖南省雪峰山自然覆冰试验站2012年1月的数据验证该模型的合理性,模型计算值与在线监测系统采集数据、人工测试结果基本一致,说明该模型能反映覆冰的发生、发展过程和严重程度。     

基于3组力传感器和倾角传感器的输电线路导线覆冰在线监测技术

为减小由于传感器数量不足导致的输电线路等值覆冰厚度计算误差,设计了基于3组力传感器和倾角传感器的新型导线覆冰在线监测装置。该装置集成了微气象、导线温度、分布式多杆塔拉力、图像等多项监测功能。建立了相应的等值覆冰厚度力学计算模型,并将该模型与覆冰图像处理技术相结合,给出了一种导线覆冰密度计算方法。新型输电线路覆冰在线监测装置于2013-03在贵州电网220 kV线路洒红Ⅰ回安装运行,2013-03-15—2013-03-18期间,该线路发生轻微覆冰,利用该技术得到等值线路覆冰平均厚度2 mm,而忽略大、小号侧杆塔绝缘子串倾角和导线温度的前期覆冰厚度计算模型得到的覆冰厚度均为0。结果表明该新型输电线路导线覆冰在线监测技术能够全面、准确和灵敏地监测线路的覆冰状况。     

输电线路覆冰的模拟导线实时监测

输电线路覆冰的实时监测是近几年国内研究的热点课题。研制了一种采用模拟导线实时测量线路覆冰的测量装置,介绍了测量装置的原理结构、覆冰计算方法,以及现场的应用情况。该覆冰测量装置成本较低、安装简便,是一种简单实用、容易推广的输电线路覆冰监测装置。     

输电线路综合荷载等值覆冰厚度预测与试验研究

输电线路覆冰后,将引发断线倒塔事故,严重威胁电网的安全运行,在线监测导线覆冰情况具有重要的工程应用价值。为了实现实时监测输电线路的等值冰厚,提出了以静力学力矩平衡为理论依据的架空输电线路综合荷载等值覆冰厚度预测模型。该模型以轴向拉力和倾角为参数,考虑了耐张绝缘子串带来的不均匀载荷,以及风力带来的风偏平面内综合荷载增加等影响。在试验站开展现场导线覆冰的测量,进行现场试验验证。结果表明:利用该文提出的预测模型计算出的综合荷载等值冰厚和人工测得的现场导线等值冰厚吻合较好,验证了该模型的精确性。基于现场试验经验,提出了用于现场测量的覆冰形状校正系数,为进行现场输电线路覆冰测量提供一种有效和简便的测量手段。     

输电线路导线不均匀覆冰时不平衡张力的影响因素分析

输电线路导线不均匀覆冰会使导线产生不平衡张力,进而造成铁塔倒塌、塔头破坏、导线损坏等事故。本文以湖北超高压公司宜昌超高压局所辖的三峡右2—蔡家冲Ⅰ回500 kV输电线路作为研究对象,分别从不均匀覆冰杆塔档数、档距、相邻档的高差及悬垂绝缘子串长度等方面分析计算各因素对1个耐张段内一相导线所受不平衡张力的影响。结果表明,导线不均匀覆冰导致其所受的不平衡张力随档距的增加而增大,而随悬垂绝缘子串长度及相邻杆塔高差的增加而略有减小,不均匀覆冰档的档数对不平衡张力的影响具有随机性。根据结论,对中(重)冰区架空线路设计提出建议。     

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。     

分裂导线覆冰扭转特性分析及等值覆冰厚度计算

覆冰在线监测对输电线路防、融冰方案的制定具有重要作用,而分裂导线和单导线覆冰特性的差异使得两者覆冰厚度计算方法不同。由于导线扭转特性的不同,同一档距内分裂导线和单导线覆冰形态存在明显差异。比较偏心覆冰单导线和分裂导线档距中部的扭转角度可知,相同覆冰厚度时后者是前者的10.2%。为实现分裂导线等值覆冰厚度的实时监测,提出将分裂子导线的覆冰等效为单根导线的覆冰。根据力矩平衡关系,建立以悬挂绝缘子轴向拉力、倾角为输入参量的力学计算模型,并在雪峰山试验基地开展了耐张塔3分裂导线覆冰测量。结果表明:利用计算模型得到的综合荷载等值覆冰厚度和基于称重法得到的人工测量结果吻合较好,两者相对误差为7.8%,从而验证了模型的有效性。     

500 kV输电线路采用倒V型绝缘子串的试验研究

对500kV输电线路采用倒V型绝缘子串是解决覆冰闪络的一项很有效的措施。但500kV线路的四分裂导线、绝缘子串及其悬挂金具受力情况较为复杂,而且4根导线的荷载也大得多,因此对其力学特性、冰闪电压,尤其是悬垂线夹的握力能否满足绝缘子串斜向悬挂所产生的水平分力,进行了试验和研究。在力学试验中,采用了倒V型绝缘子串的横担侧挂点固定、导线侧加力的方法。试验研究结果表明:一般500kV线路悬垂绝缘子串均可进行倒V型绝缘子串改造;只有当大档距或大高差时,通过采用加强型大握力线夹,也可以进行倒V型绝缘子串改造。     

基于温度和倾角测量的供电线路覆冰在线监测研究

分析了常见供电线路覆冰在线监测方法的优缺点,重点介绍了倾角弧垂法监测覆冰的原理,并分析覆冰对供电线路导线刚度的影响,修正了采用倾角弧垂法计算覆冰量时的导线弹性系数。最后设计了基于温度和倾角测量的供电线路覆冰在线监测装置,设计时着重考虑降低运行功耗、保证数据准确性和提高运行稳定性。通过设计的监测装置所采集到的导线温度和倾角数据,结合基站采集的视频、气象信息,能够及时准确地反映供电线路的覆冰状态,保证供电线路的安全可靠运行。     

特高压输电线路在线监测技术的应用

特高压交流试验示范工程具有电压等级高、传输容量大、传输距离远等特点,对其线路实施实时在线监控是保障特高压线路安全、稳定和可靠运行的必要措施。文章分析了现有输电线路在线监测技术,包括覆冰监测、导线风偏监测、杆塔倾斜监测、导线微风振动监测、导线舞动监测等。提出了在线监测技术在特高压线路中应用的基本要求和范围,并对在线监测管理平台提出了功能要求。     

高压导电线路导线状态辨识研究

基于压电元件的弹性波检测技术是近年来发展起来的一种智能检测技术。笔者在实验室条件下把基于弹性波的损伤主动监测技术应用到导电线路的导线状态监测中,分别模拟了覆冰、外悬挂物体状态形式,提取了导线在不同状态监测信号的幅值、峰值到达时间、信号的功率谱密度以进行不同状态的辨识研究。研究结果表明:基于弹性波的主动监测技术具备导电线路导线状态监测的潜力,同时,采用功率谱密度作为导线状态监测特征信息可以较好地进行导线不同状态形式的辨识。     

基于同步相量测量技术的功角监测系统

同步发电机并网运行后，其功角是用来观察和判断该机组和系统并列运行稳定性的一个很重要的状态变量，而实现全网功角实时监测具有更为重要的意义。本文提出了一种新的PMU构成方案，并利用它构建功角实时监测系统。利用同步相量测量技术，获得以GPS时间为基准的功角信息，由各监测点的相对功角变化来预测系统稳定性。并给出了一种新的发电机功角计算方法。本方案实时性强，同步性好，可以实现全局实时监控。     

OPGW光缆覆冰性能研究

采用悬链线法对OPGW光缆在覆冰状态下的性能进行了仿真计算,分析了光缆自身的结构参数、初始弧垂及档距对其机械性能的影响,并在此基础上研究了OPGW覆冰电气性能和传输性能的变化。结果表明,自身结构参数、初始弧垂及档距等的变化对光缆覆冰机械性能和传输性能影响较大,而对其电气性能的影响较小。     

设计覆冰厚度与送电线路走向关系的探讨

在相同气候区、相同海拔高度甚至同一地点,送电线路工程不同走向的导线发生覆冰时,覆冰厚度存在明显差异。本文探讨了造成这种差异的原因,并在工程实例中确定了合理的设计覆冰厚度。     

发电机功角的实时计算方法

简述了发电机功角的重要性,介绍了确定发电机功角的测量法和计算法,提出一种基于同步相量测量的发电机功角计算模型,该方法利用机端电压、电流采样数据,简单、易于实现,有良好的模型适应性,可用于实时功角计算。通过仿真计算结果表明,该方法具有较好的精度,可满足工程要求。用于全网相量测量系统中,可准确监测功角动态变化,为系统的安全稳定监测提供了一定的基础。     

滇东及滇东北地区电线覆冰模型研究

基于对滇东及滇东北地区电线覆冰特性研究和对国内外覆冰模型的分析,构建出较为适合研究区域的覆冰模型。利用气象数据对模型进行计算,并通过覆冰历史记录和调查资料对计算结果进行订正,从而应用于电线覆冰区划。     

输配电线路转角杆塔位移的计算

输配电线路转角杆塔角位移是线路施工中立转角杆或浇筑转角铁塔基础的依据,应该引起线路施工人员重视。结合实际工作经验以及工作中摸索研究的计算方法,对农网中常见的几种转角杆塔尤其是35 kV输电线路转角塔的位移如何计算进行分析探讨。