輸電線路覆冰舞動是國內外電網面臨的共同難題。截至2023年年底,國家電網有限公司運營的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,覆冰區域廣闊、覆冰類型多樣。近年來,隨著惡劣氣候頻繁發生,覆冰區域不斷遷移擴大,發生大范圍冰災和線路舞動的可能性不斷增加。2023年冬季至今年春季,我國連續遭受5輪雨雪冰凍災害,引起的大范圍覆冰舞動故障嚴重影響我國電網保障。利用更新性科技手段預測、監測、研判、處置輸電線路覆冰舞動災害,是大電網可靠穩定運行的重要技術保障?;A理論突破提升防除冰動態仿真能力
脫冰跳躍是指當環境溫度升高或風載變化時,導線或地線上的覆冰突然脫落,導致輸電塔線耦聯體系產生沖擊載荷,進而引起線路大幅振動和跳躍的現象。脫冰跳躍是導致覆冰線路事故的一種重要誘因,也是線路設計和建設時必須要考慮的關鍵問題之一。因此,開展輸電塔線系統的脫冰動力響應研究,對保障輸電線路的結構保障具有重要意義。
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場帶電檢測以及停電狀態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,可以及時發現氧化鋅避雷器內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、處理數據量更大;從而可以保證測試數據計算的準確性和穩定性。
2.3 高精度采樣濾波電路及數字濾波技術,可濾除現場干擾信號。
2.4 采用浮點快速傅里葉算法,從而實現對基波、諧波電壓、電流信號的高精度分析。
2.5 采用工業級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設置,顯示其提示信息和幫助說明;屏幕頂部狀態欄可顯示各個外設工作狀態及測試狀態信息。
2.6 可同時測量三相氧化鋅避雷器的電氣參數,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;可大大降低現場測試人員工作強度。
2.8 特有的感應板替代PT二次電壓測量技術,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、系統頻率值及三相電壓相位差;便于現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。
2.10 電壓采集器采用雙重全數字隔離技術,更加方便可靠。
2.11 交直流兩用:內置鋰電池供電或者220V交流充電器供電自適應。
2.12 儀器主機和電壓采集器內置大容量可充電鋰電池,一次充電完成,可持續工作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、背光自動調節。
2.14 內置實時時鐘,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 測試數據存儲方式分為本機存儲和優盤存儲,本機存儲可存儲測試數據100條,并且本機存儲可轉存至優盤;優盤存儲可保存測試數據及波形圖片,測試數據為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,可打印測試數據及已保存測試記錄;打印內容可選擇,從而可以節省打印紙的用量。
3 技術指標(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×5%+0.5V)
3.1.3 電壓諧波測量準確度: ±(讀數×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×5%+5uA)
3.2.3 阻性電流基波測量準確度:±(讀數×5%+5uA)
3.2.4 電流諧波測量準確度: ±(讀數×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×10%)
3.3.3 電場諧波測量準確度:±(讀數×10%)
3.4 使用條件及外形
3.4.1 工作電源: 內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%,不結露
超/特高壓等電網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脫冰效應影響,且由于受其特有的垂向脫冰與扭轉脫冰的耦合、子導線不均勻覆冰、間隔棒布置方案等因素的聯合影響,使其誘發脫冰效應,且脫冰后的動力響應也呈現出更為復雜和獨特的非線性時變特性。國網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3檔真型線路,開展了連續檔多分裂導線的脫冰試驗,獲取了塔線耦合動態響應特性,有效支撐基礎理論研究。冰害監測處置技術破解自動除冰難題
在輸電線路冰害監測方面,針對地理的氣象環境惡劣地區監測裝置信號傳輸困難、供電可靠性不足的問題,國網工研院研發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。該系統利用線路自身的地線復合光纜(OPGW)中的光纖實現對整條線路的狀態監測,建立了光纖傳感監測參量與線路本體狀態及環境參量的映射關系,為輸電線路覆冰廣域高精度監測提供了技術保障。其中,安裝于500千伏強明/強州線的輸電線路光纖監測系統成功監測到了今年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方面,雖然以往已經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方案,但是以上除冰方法均需要人員到達現場。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域,人員無法進入的情況時,上述除冰方法均難以發揮作用。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,除冰裝置參數設計的理論依據不足。針對上述問題,國網工研院通過研究不同類型覆冰的力學特性和斷裂準則,基于提出的誘發脫冰模擬方法,研發了新型機械除冰技術。該技術無需人員干預,能夠在大范圍、長時間的雨雪冰凍惡劣環境下長期駐線,自行俘獲能量,并對輸電線路覆冰增長情況進行監控,實現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害應對技術水平。
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