高压输电线路耦合共振除冰技术分析

高压输电线路除冰是电网安全运行的有力保障,为提高线路的除冰效率,提出一种耦合共振除冰方法。重点对覆冰导线做动力特性分析和实验测试,计算分析圆柱形、椭圆形和扇形雨凇导线的共振除冰频率,并考察覆冰区域应力分布,通过与实验结果比较发现,覆冰导线共振产生的应力大于覆冰破碎强度,论证了该方法的有效性和可行性,为输电线路耦合共振除冰提供参考依据。     

输电塔线结构体系除冰新方法

针对当前除冰方法的除冰效率、适用性无法满足输电线路对高效、适用除冰方式的需求,提出一种新的除导线覆冰的方法:假设在无外荷载时,覆冰与导线紧密结合,建立冰-线组合结构输电塔耦联模型,导出耦联模型的运动方程。对耦联模型中的冰-线组合结构施加与覆冰自振频率接近的激振力,由于覆冰自振频率远离导线自振频率,基于共振原理,使激振力作用下的覆冰破碎脱落,而导线完好,从而求出运动方程的解析解,并获得新的基于共振理论的输电线路除冰方法。     

架空输电线路覆冰危害及防冰除冰的措施

架空输电线路覆冰会引起导线舞动、导线不均匀脱冰和过负载等事故灾害.介绍了架空输电线路引起覆冰的原因,并详细阐述了我国目前通常采用的防冰、除冰措施,对几种机械除冰和热力除冰的方法进行了分析比较,为架空输电线路的防冰、除冰,安全运行提供了一定的借鉴.     

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。     

基于树莓派的预防性轻型除冰机器人行走控制系统设计

针对现有除冰机器人结构复杂、重量大、采用事后式除冰方式以及未能根据线路状况对行走除冰控制策略进行协调的缺陷,设计了一种基于树莓派的预防性轻型除冰机器人行走控制系统。该系统首先通过温湿度模块检测作业环境、自主决策行走除冰动作;然后通过倾角模块检测线路仰俯角、图像采集模块捕捉覆冰状况,之后树莓派综合考虑线路阻力和覆冰除冰的约束实现行走除冰的协调控制;结合超声波模块对往复行走折返点进行判定,实现不间断的往复式预防性除冰。整个装置采用单电机驱动,降低装置重量、简化机构实现轻型设计。最后对样机行走控制系统进行试验分析并作出总结。     

输电线路融冰、除冰技术研究综述

文中研究分析了国内外输电线路融冰、除冰研究成果和最新研究进展,详细阐述了国内外目前采用和正在研究的除冰新技术的原理和应用情况;从有效性、安全性、技术性、可操作性和经济性等方面对这些除冰技术及方法进行了综合风险评估,并对其应用价值和市场前景做出了评估。得到了在电网设备的防冰和除冰方法中,不存在既具有安全性、可操作性,又能有效且经济的除冰技术的结论。提出了在输电网络除冰工作中,应把预防电网冰雪灾害工作放到更加重要的位置,重视输电网络覆冰的理论研究,认真分析冰灾原因,不断研究新技术、新方法,提高防冰、除冰水平的建议。     

架空输电线路除冰技术分析

如何对覆冰输电线路进行融冰、除冰以降低冰灾损失,目前仍是世界性的技术难题.针对该问题,笔者在现有除冰技术如热力除冰法、机械除冰法以及其它新技术除冰法的基础上,建立了一个简单的输电线路模型,并依次研究各种除冰技术及其实现电路.最后得出适合该输电线路的除冰措施,从而为输电线路在覆冰情况下的除冰提供技术指导.     

覆冰对风电机组叶片气动性能的影响研究

基于某MW级风电叶片,研究了覆冰以及除冰后叶片表面残冰对叶片翼型气动性能的影响、覆冰对叶片整体气动性能以及机组发电量的影响。结果表明,翼型前缘覆冰后翼型升阻比显著降低;叶根段覆冰对整个叶片气动性能影响较小,叶尖段覆冰将严重影响叶片的气动性能,机组的发电效率显著降低。本文的分析结果对叶片防除冰技术的研究具有重要参考意义。     

雪峰山自然环境试验站覆冰试验技术

人工模拟环境下的覆冰形态与自然环境下的实际情况存在一定差异,建立自然环境覆冰试验站并开展输电线路覆冰机理、冰闪特性、覆冰监测及预警技术、防冰除冰新技术等研究对保障电网安全具有重要作用。重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室建立了雪峰山自然覆冰试验站;通过在不同位置架设多基铁塔实现了导线、绝缘子等不同大气结构物的安装;采用试品与悬挂点之间安装拉力传感器并结合气象参数测量仪实现了对各种试品覆冰过程的监测;架设专用试验电源线并配置交、直流和冲击电源装置实现了输电线路绝缘子自然覆冰电气试验方法及覆冰闪络特性、输电线路融冰、脱冰、除冰技术等的研究。3 a多的运行证明雪峰山自然覆冰试验站具备开展输电线路覆冰试验的能力,自然环境气象参数不可控且无规律可循,大气结构物覆冰随时间增长而呈非线性关系,采用合理的措施能实现输电线路防冰、除冰。雪峰山自然覆冰试验站的建立为电力系统开展防冰减灾相关课题研究创造了良好的试验平台。     

输电线路除冰防冰技术综述

对现有的热力，机械的被动防冰技术等从能量效率和实用性等方面进行经济技术比较和综发纳出除冰研究的不同发展阶段在不同领域里可除冰或确认有防冰作用的３０余种冰防冰技术。结果表明：虽然热力除冰技术得到了发展，但消耗大量能量，从能量角度考虑，建议采用机械除冰技术。并提出了输电线路除冰技术研究方向。     

风机叶片电加热除冰及电阻丝布置方式试验研究

为研究外界因素对风机叶片电阻加热除冰时间的影响规律,以及电阻丝布置方式对融冰过程的影响,该文在多功能人工气候室内对风机叶片进行了电阻加热除冰试验研究,分析了覆冰厚度、环境温度、相对风速和液态水含量(liquid water content,LWC)对除冰时间的影响规律,并提出了合理的电阻丝布置方式。结果表明:覆冰厚度较小时,其对除冰时间的影响较为明显,随着覆冰厚度的继续增大,除冰时间无明显差异;除冰时间随加热功率和环境温度的增大而降低,随相对风速和LWC的增大而增大,且不同覆冰厚度下除冰时间随上述因素的变化曲线会有较大不同;叶片尖部电阻丝宜采用弦向布置,根部电阻丝宜采用展向布置;除冰过程中,叶片尖部冰层易发生脱落,根部冰层易被融化。     

架空线路覆冰研究现状综述

本文首先介绍了我国架空线路覆冰的现状,线路覆冰造成的危害,线路覆冰类型,形成原因、条件和不同类型的覆冰对电网所造成的影响。然后介绍了目前国内外对架空线路覆冰的研究现状,其中研究方法包括在线监测法、称重法、导线倾角法等,并简单介绍了机械除冰法、短路与热力除冰法及它们的适用条件。     

采用涡流自热环防止输电线路冰雪灾害的方法研究

输电线路覆冰现象对电网的安全运行造成极大危害,国内外一直在探索和研究各种对于输电线路防冰止雪的有效方法和技术措施.该文根据输电线路导线覆冰积雪的形成过程,提出在导线上分段加装铁磁复合材料制成的涡流自热环,使其在导线传输电流产生的磁场下产生电磁热损耗,实现导线不停电自动除冰方法.该文通过磁热分析,对不同传输电流下涡流自热环的发热功率特性进行了计算;同时通过对导线除冰过程热平衡的分析,计算出不同风速、不同温度条件下导线的临界除冰功率.在人工气候室内开展LGJ?400/35导线的涡流自热环防/除冰试验.试验结果表明,间隔布置的涡流自热环可以明显抑制导线覆冰的形成,除布置处完全融冰外,可使整段导线的覆冰质量减少18.38％～30.61％.理论和试验结果表明,对微地形、微气象地区等电网小范围重冰区而言,涡流自热环是一种简单、有效的不停电导线防冰除冰措施.     

风力发电机叶片临界除冰功率的数值计算模型及自然环境实验研究

风力发电机叶片电加热除冰技术是目前解决风电场覆冰问题最为经济有效的方法,而临界除冰功率的计算则是该系统设计与运行的关键所在。该文通过开展自然条件下的风力发电机覆冰和临界除冰实验,获得叶片覆冰冰型及相应的临界除冰功率值。进而基于真实的覆冰冰型,通过分析实际临界除冰过程中叶片周围空气流场、过冷却水滴碰撞和叶片表面动态热平衡过程,建立风力发电机叶片临界除冰功率的数值计算模型,并利用上述实验对模型进行验证。结果表明:在该文所处的轻微雨凇覆冰条件下,叶片临界除冰功率处于1000W/m~2的量级,覆冰严重程度是影响该值大小的最主要因素。此外,所建立的模型能够有效地模拟叶片临界除冰过程,所得到的仿真结果与实验结果具有较好的一致性,为寒冷地区风电场的安全稳定运行提供帮助。     

输电线路防冰及除冰技术研究现状

输电线路覆冰会产生过荷载、导线舞动、脱冰跳跃、绝缘子冰闪等现象，进而造成导地线断股或断线、金具和绝缘子损坏甚至倒杆倒塔等事故。我国是输电线路覆冰严重的国家之一。线路冰害事故发生概率居世界前列。因此有必要对输电线路及时采取防冰及除冰措施，以保证输电体系的正常运行。本文按照不同防冰及除冰技术的原理，对现有的各种技术进行了介绍，并对未来防冰及除冰技术的发展和应用进行了展望。     

考虑输电线路安全的机械除冰次序优化

机械除冰是应对输电线路覆冰灾害的重要手段,现有研究主要集中在除冰方法的改进,而对机械除冰实施过程的影响研究较少。研究发现在机械除冰过程中,如果按照从输电线路一端开始顺序除冰的策略,杆塔承受的最大不平衡力可能超过设计标准,影响输电线路安全,而不同的除冰次序会产生不同的最大不平衡力。为此,有必要对机械除冰的除冰次序进行优化,提高机械除冰的安全性。首先分析了机械除冰过程中除冰次序对杆塔平衡力的影响,然后建立了输电线路机械除冰次序优化模型。由于该模型为非线性、多约束模型,采用遗传算法对不同档导线覆冰清除的次序进行优化。仿真分析表明,优化后的除冰次序能够有效地降低杆塔承受不平衡力,提高机械除冰过程中输电线路的安全性。     

网格尺寸对碳纤维丝束风力发电机叶片融冰效果的影响研究

基于碳纤维材料优良的电热性能,针对碳纤维复合材料在风力机叶片的电热防冰/除冰技术研究现状,提出基于T3001K碳纤维丝束的风力发电机叶片防冰/除冰的方法。制作包含保护层、基层和发热层3层结构的碳纤维发热元件。在多功能人工气候实验室测试碳纤维发热元件的融冰性能。采用数值计算法研究碳纤维发热元件融冰过程中的表面温升特性。结果表明:碳纤维发热元件具有优良的融冰性能,较传统电热除冰方法具有质量轻、电阻稳定性较好、发热均匀性良好等优点;网格尺寸越大,发热元件的发热均匀性越差;相同的加热功率密度条件下,网格尺寸对发热元件的融冰效果影响较小。     

激励条件下高压输电线路除冰技术应用研究

高压输电线路的除冰要求高效、稳定的实施。为了提高线路的除冰效率,提出了一种局部高频激励除冰方法,即由偏心振子激励一段两端约束的覆冰导线,产生交变应力和位移,使覆冰破碎并脱离导线,从而实现线路的除冰。从理论上揭示激励条件下覆冰导线的脱冰机制,以LGJ—70/10雨凇覆冰导线为数学模型,分析研究其在激励载荷作用下的动力响应,考察导线覆冰区域的应力分布和位移。仿真计算结果表明:导线覆冰区域的应力随着激励频率和位移的增加而增大,通过与多个低温环境下一系列不同截面覆冰导线样本的压缩强度实验结果对比发现,在计算参数范围内,导线覆冰区域产生的应力可以很好地达到其破碎强度,证明了其理论可行性。研究表明,在工程实施过程中,应尽可能提高激励频率,降低激励位移,以避免线路大跨度脱冰引起的跳跃,保证除冰作业的稳定性。     

基于振颤原理的架空线新型除冰法

比较了防冰除冰方法的利弊,提出基于振颤原理的架空线除冰法.该方法利用消耗能量较小的激励源使输电线路在一定气候条件下振动,从而防止或减弱过冷雨滴沾附在导线上.通过实例,验证了该方法的可行性与有效性,为电力系统输电线路防冰除冰提供参考.     

大功率半导体激光除冰技术

为了减少覆冰灾害对电力设备的影响,利用激光方向性好、能量传输效率高的特点,开发大功率激光电力设备专用除冰装置,以提高电网的抗灾能力。通过理论分析和试验,确定了激光除冰装置的主要技术参数和技术方案,研制出了大功率半导体激光除冰装置的样机。研究了功率密度、环境温度等因素对激光除冰效率的影响,以及去除绝缘子覆冰的激光功率限值。除冰装置样机的现场试验结果表明,该装置能够在恶劣条件下可靠、有效地工作。