輸電線路覆冰舞動是國內(nèi)外電網(wǎng)面臨的共同難題。截至2023年年底,國家電網(wǎng)有限公司運營的110千伏及以上輸電線路總里程已超過122萬千米,線路走廊南北跨度大,沿途地形地貌復雜,氣候條件多變,覆冰區(qū)域廣闊、覆冰類型多樣。近年來,隨著惡劣氣候頻繁發(fā)生,覆冰區(qū)域不斷遷移擴大,發(fā)生大范圍冰災(zāi)和線路舞動的可能性不斷增加。2023年冬季至今年春季,我國連續(xù)遭受5輪雨雪冰凍災(zāi)害,引起的大范圍覆冰舞動故障嚴重影響我國電網(wǎng)保障。利用更新性科技手段預測、監(jiān)測、研判、處置輸電線路覆冰舞動災(zāi)害,是大電網(wǎng)可靠穩(wěn)定運行的重要技術(shù)保障?;A(chǔ)理論突破提升防除冰動態(tài)仿真能力
脫冰跳躍是指當環(huán)境溫度升高或風載變化時,導線或地線上的覆冰突然脫落,導致輸電塔線耦聯(lián)體系產(chǎn)生沖擊載荷,進而引起線路大幅振動和跳躍的現(xiàn)象。脫冰跳躍是導致覆冰線路事故的一種重要誘因,也是線路設(shè)計和建設(shè)時必須要考慮的關(guān)鍵問題之一。因此,開展輸電塔線系統(tǒng)的脫冰動力響應(yīng)研究,對保障輸電線路的結(jié)構(gòu)保障具有重要意義。
1 概述(LYYB5000手持式氧化鋅避雷器綜合測試儀操作更加簡便,功能更完備)
氧化鋅避雷器綜合測試儀用于檢測氧化鋅避雷器(MOA)的各相電氣性能。該儀器適用于各個電壓等級的氧化鋅避雷器的現(xiàn)場帶電檢測以及停電狀態(tài)下試驗室做的出廠和驗收試驗。通過測量全電流及阻性電流等參數(shù),可以及時發(fā)現(xiàn)氧化鋅避雷器內(nèi)部絕緣受潮和閥片老化等危險缺陷。
2 功能及特點(LYYB5000手持式氧化鋅避雷器綜合測試儀操作更加簡便,功能更完備)
2.1 儀器小型化、手持式設(shè)計,體積小、重量輕便于攜帶和操作。
2.2 采用帶有DSP浮點處理單元的高性能、低功耗ARM處理器,運算速度更快、運算精度更高、處理數(shù)據(jù)量更大;從而可以保證測試數(shù)據(jù)計算的準確性和穩(wěn)定性。
2.3 高精度采樣濾波電路及數(shù)字濾波技術(shù),可濾除現(xiàn)場干擾信號。
2.4 采用浮點快速傅里葉算法,從而實現(xiàn)對基波、諧波電壓、電流信號的高精度分析。
2.5 采用工業(yè)級5.6寸640×480點陣高亮度彩色液晶屏,顯示清晰,人機界面友好;對于一些重要的操作及參數(shù)設(shè)置,顯示其提示信息和幫助說明;屏幕頂部狀態(tài)欄可顯示各個外設(shè)工作狀態(tài)及測試狀態(tài)信息。
2.6 可同時測量三相氧化鋅避雷器的電氣參數(shù),并可自動補償相間干擾;也可單相測量,支持B相接地的PT二次電壓作為參考電壓;當被測相與參考電壓相別不同時,可自動計算補償角度。
2.7 提供有線、無線測試方式,無線測試方式操作更加簡便、靈活;可大大降低現(xiàn)場測試人員工作強度。
2.8 特有的感應(yīng)板替代PT二次電壓測量技術(shù),使測量更方便快捷。
2.9 電壓采集器集成本地顯示(128×64點陣OLED液晶屏)及相序檢測功能,可顯示三相全電壓、電壓基波、3次、5次、7次諧波有效值、系統(tǒng)頻率值及三相電壓相位差;便于現(xiàn)場測試人員快速檢查電壓采集器與PT二次電壓輸出端子連接情況及三相電壓各項參數(shù)。
2.10 電壓采集器采用雙重全數(shù)字隔離技術(shù),更加方便可靠。
2.11 交直流兩用:內(nèi)置鋰電池供電或者220V交流充電器供電自適應(yīng)。
2.12 儀器主機和電壓采集器內(nèi)置大容量可充電鋰電池,一次充電完成,可持續(xù)工作8小時。
2.13 智能電量管理:剩余電量顯示、低電量報警、長時間閑置提示、背光自動調(diào)節(jié)。
2.14 內(nèi)置實時時鐘,可實時顯示當前時間和日期;自動記錄測試日期及時間。
2.15 測試數(shù)據(jù)存儲方式分為本機存儲和優(yōu)盤存儲,本機存儲可存儲測試數(shù)據(jù)100條,并且本機存儲可轉(zhuǎn)存至優(yōu)盤;優(yōu)盤存儲可保存測試數(shù)據(jù)及波形圖片,測試數(shù)據(jù)為TXT格式,波形圖片為BMP格式,可直接在電腦上編輯打印。
2.16 選配的外置熱敏打印機,可打印測試數(shù)據(jù)及已保存測試記錄;打印內(nèi)容可選擇,從而可以節(jié)省打印紙的用量。
3 技術(shù)指標(LYYB5000手持式氧化鋅避雷器綜合測試儀操作更加簡便,功能更完備)
3.1 參考電壓測量
3.1.1 參考電壓輸入范圍: 25V~250V有效值,50Hz/60Hz
3.1.2 參考電壓測量準確度: ±(讀數(shù)×5%+0.5V)
3.1.3 電壓諧波測量準確度: ±(讀數(shù)×10%)
3.1.4 參考電壓通道輸入電阻:≥1500kΩ
3.2 電流測量
3.2.1 全電流測量范圍: 0~20mA有效值,50Hz/60Hz
3.2.2 準確度: ±(讀數(shù)×5%+5uA)
3.2.3 阻性電流基波測量準確度:±(讀數(shù)×5%+5uA)
3.2.4 電流諧波測量準確度: ±(讀數(shù)×10%+10uA)
3.2.5 電流通道輸入電阻: ≤2Ω
3.3 電場強度測量
3.3.1 電場強度輸入范圍: 30kV/m~300kV/m
3.3.2 電場強度測量準確度:±(讀數(shù)×10%)
3.3.3 電場諧波測量準確度:±(讀數(shù)×10%)
3.4 使用條件及外形
3.4.1 工作電源: 內(nèi)置鋰電池或外置充電器,充電器輸入100-240VAC,50Hz/60Hz
3.4.2 充電時間: 約4小時
3.4.3電池工作時間: 主機8小時,電壓采集器8小時
3.4.4 主機尺寸: 246mm(長)×156mm(寬)×62mm(高)
3.4.5 主機重量: 1.0kg(不含線纜)
3.4.6 電壓采集器尺寸:115mm(長)×120mm(寬)×65mm(高)
3.4.7 電壓采集器重量:0.6kg (不含線纜)
3.4.8 使用溫度: -10℃~50℃
3.4.9 相對濕度: <90%,不結(jié)露
超/特高壓等電網(wǎng)骨干輸電線路普遍采用多分裂導線。與單導線相比,多分裂導線更易受誘發(fā)脫冰效應(yīng)影響,且由于受其特有的垂向脫冰與扭轉(zhuǎn)脫冰的耦合、子導線不均勻覆冰、間隔棒布置方案等因素的聯(lián)合影響,使其誘發(fā)脫冰效應(yīng),且脫冰后的動力響應(yīng)也呈現(xiàn)出更為復雜和獨特的非線性時變特性。國網(wǎng)工研院提出了多分裂導線大尺寸脫冰跳躍試驗和測試方法,搭建了單檔150米八分裂特高壓導線不均勻覆冰和脫冰全尺寸試驗平臺,試驗研究了多分裂導線脫冰跳躍特性。同時,該院利用某500千伏連續(xù)3檔真型線路,開展了連續(xù)檔多分裂導線的脫冰試驗,獲取了塔線耦合動態(tài)響應(yīng)特性,有效支撐基礎(chǔ)理論研究。冰害監(jiān)測處置技術(shù)破解自動除冰難題
在輸電線路冰害監(jiān)測方面,針對地理的氣象環(huán)境惡劣地區(qū)監(jiān)測裝置信號傳輸困難、供電可靠性不足的問題,國網(wǎng)工研院研發(fā)了分立式分布式高效融合的多參量、高精度、點線共測光纖傳感系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用線路自身的地線復合光纜(OPGW)中的光纖實現(xiàn)對整條線路的狀態(tài)監(jiān)測,建立了光纖傳感監(jiān)測參量與線路本體狀態(tài)及環(huán)境參量的映射關(guān)系,為輸電線路覆冰廣域高精度監(jiān)測提供了技術(shù)保障。其中,安裝于500千伏強明/強州線的輸電線路光纖監(jiān)測系統(tǒng)成功監(jiān)測到了今年2月雨雪冰凍過程和強明線OPGW覆冰過載斷線故障,為線路運維和故障分析提供了有力支撐。
在輸電線路除冰技術(shù)方面,雖然以往已經(jīng)嘗試過人工敲擊除冰、空包彈振動除冰、無人機攜帶絕緣棒沖擊除冰和機器人除冰等技術(shù)方案,但是以上除冰方法均需要人員到達現(xiàn)場。當遇到嚴重覆冰難以抵達除冰塔位,或者對于新疆、青海、西藏等冬季存在大面積封山區(qū)域,人員無法進入的情況時,上述除冰方法均難以發(fā)揮作用。此外,目前的除冰裝置對于雨凇、霧凇、混合凇等不同類型覆冰的物理特性和除冰機理的研究尚比較匱乏,除冰裝置參數(shù)設(shè)計的理論依據(jù)不足。針對上述問題,國網(wǎng)工研院通過研究不同類型覆冰的力學特性和斷裂準則,基于提出的誘發(fā)脫冰模擬方法,研發(fā)了新型機械除冰技術(shù)。該技術(shù)無需人員干預,能夠在大范圍、長時間的雨雪冰凍惡劣環(huán)境下長期駐線,自行俘獲能量,并對輸電線路覆冰增長情況進行監(jiān)控,實現(xiàn)對輸電線覆冰全自動、高效、可靠去除,保障極端條件下的線路運行可靠。新型防舞裝置提升舞動災(zāi)害應(yīng)對技術(shù)水平。
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