关键词： 输电线路   覆冰   原因   防治  

摘要： 近年来，由于输电线路上覆冰引起的线路断线频繁发生，对电力系统的安全运行以及经济损失造成了巨大的影响。本文主要从输电线路发生覆冰的原因以及影响覆冰的不同因素等角度出发，提出了些许防止冰害事故的技术措施。

ISBN: (纸本)9787512339484

关键词： 覆冰预测   神经网络   支持向量机   改进遗传算法   改进粒子群算法  

摘要： 架空输电线路是电网中传输电能的重要组成部分,必须确保输电线路安全稳定的运行,然而近年来国内外电力行业中架空输电线路多次遭到严重的冰灾事故,给电网的安全运行带来了危害,严重的会造成大面积的停电事故并且使电网恢复困难。因此对输电线路的覆冰情况进行预测,能及时了解导线覆冰的趋势并给出预警,能有效防止严重的覆冰事故,给输电导线防冰、除冰提供依据。本文首先阐述了输电线路产生覆冰的条件、覆冰的机理和过程,对输电线路覆冰进行了分类,综合分析了影响导线覆冰的各种因素,同时阐述了导线防冰、除冰的常用措施。利用输电线路的影响因素对输电线路进行覆冰预测,将输电线路影响因素的历史数据作为预测模型的输入量,首先用RBF神经网络和支持向量机(SVM)模型分别对输电线路覆冰进行了预测,结果显示支持向量机的预测精度高于RBF神经网络。支持向量机中的惩罚参数和核参数对算法精度影响很大,采用遗传算法(GA)和粒子群算法(PSO)对惩罚参数和核参数进行优化,同时遗传算法中的交叉概率和变异概率影响寻优能力,粒子群算法中的惯性因子和加速因子影响寻优能力,对两算法中的参数进行改进,利用改进后的算法对SVM中惩罚参数和核参数进行优化,利用优化后的SVM对导线覆冰进行预测,结果表明优化后的预测时间都增加了,预测精度也提高了。其中基于改进遗传算法的优化时间相对最少,而基于遗传粒子群结合算法的预测时间最长,基于改进遗传算法和改进粒子群算法优化后的预测精度大体相同,基于遗传粒子群结合算法优化后的预测精度最高。从线路覆冰预测的结果可以看出,支持向量机在历史数据样本较小时预测能力比神经网络要好,更适合处理小样本问题,同时利用优化措施对支持向量机进行优化后,增加了预测算法复杂度,提高了覆冰厚度预测的精度。

关键词： 输电线路   覆冰形成机理   覆冰压缩强度   超声波除冰   超声变幅杆  

摘要： 由于湿雪、冻雨、霜冻等原因造成的输电线路覆冰,是严重威胁电力系统安全的主要问题之一。输电线路覆冰,往往会引起线路机械负荷的增加,引发导线舞动、断线、倒塔、绝缘子闪络等线路事故,最终造成规模性停电,不但给人民生活带来重大损害,而且制约着国民经济的发展。而普通的机械除冰方法或直流融冰技术等传统除冰方法,在实际应用中有诸多限制,操作困难,不易实现。所以,对输电线路覆冰特性进行探究,并设计开发更加可靠且具有高可行性的除冰技术对电网的安全运行有着至关重要的现实意义。本文为更好的探究输电线路覆冰的力学特性,进而解决覆冰对输电线路造成危害的问题,进行了覆冰输电线路压缩强度试验,并基于此设计了一种超声波除冰装置。文章主要包括以下几部分内容。 本文首先对输电线路覆冰的危害及各种现有除冰技术的研究现状进行了阐述,并研究了输电线路的覆冰特性、形成机理、危害以及覆冰的物理性质。通过设计覆冰压缩强度试验得到输电线路覆冰的力学性能,为输电线路的超声波除冰装置的开发提供理论依据。随后探究了超声波的的传播方式和超声波对输电线路覆冰的作用机理,采用SolidWorks软件建立覆冰钢芯铝绞线的实体模型,并利用有限元分析软件ANSYS对所建模型进行耦合计算,得到覆冰输电线路的应力云图和各节点应力值,在与试验得到的覆冰的最大抗压强度进行比较后,验证了输电线路超声波除冰的理论可行性。在此基础上,进行超声波除冰装置的设计,对超声波除冰装置各主要部分的功能进行了阐述,针对覆冰输电线路除冰的需求,对超声波除冰装置的核心部件超声变幅杆进行设计,并对其进行动力学分析,验证所设计的变幅杆的共振频率和放大系数均符合输电线路除冰装置的需要。

关键词： 输电线路   覆冰危害   措施  

摘要： 针对输电线路覆冰的危害，本文提出了防范覆冰危害的措施，并以甘肃省线路覆冰的实际情况为例进行的研究分析。

关键词： 输电线路   线路覆冰   在线监测   趋势  

摘要： 输电线路覆冰危害着国家电力系统的运行安全，对输电线路进行有效的覆冰监测能够在一定程度上预防和避免由于覆冰灾害而引起的重大电力事故的发生。因此，实行输电线路覆冰在线监测非常有必要，不仅能够在第一时间了解和掌握常发生冰灾区线路状况，而且是发展智能电网对保障居民供电的必然趋势。

关键词： 输电系统   覆冰   线路检测  

摘要： 远距离输电系统中,输电线容易受特定的温湿度及天气状况影响,在导体表面形成覆冰。覆冰过多时,输电线路重量大大增加,若不及时处理,轻则会出现停电状态,重则会出现输电铁塔倒伏、线路断线等严重事故,并危及人身安全。现有的覆冰检测技术存在着一定缺点。文章提出了一种基于称重传感器检测输电线路重量的方法检测线路覆冰情况,具有检测方便、与高电压隔离、测量判断准确、耗电量少的优点,并且检测装置可以与主站进行通信。现场实际运行表明本方法能够及时准确地对线路覆冰情况进行测量,具有一定的推广应用价值。

关键词： 超高压线路   电流保护   希尔伯特黄变换   自适应保护   人工神经网络  

摘要： 如何迅速地将故障设备从电网中切除,对保证整个系统的稳定、安全运行意义非凡。随着我国智能电网建设脚步的不断加快,在今后的电力系统中,超/特高压线路所占的比重将会越来越大。超高压输电线路,因为其自身有着特殊的电力环境,当常规的保护手段应用于电压等级高、送电距离远的线路时,往往容易受到负荷电流、过渡电阻、电容电流等因素的影响。基于电流故障分量的差动保护,由于其自身原理上的优势,所利用的是故障发生后的暂态分量来实行保护,不反映工频量的变化,避免了负荷变化、线路分布电容等因素对保护的干扰。可以作为超高压输电线路的主保护,但是由于故障分量提取的最佳时间区域长度只有几个周波大小,所以仍需要后备保护加以辅助。 基于希尔伯特黄变换的信号分析手段,非常适合分析非线性信号,它可以将多频率信号准确地分解成一系列具有固定频率特征的固有模态函数,所以能够从包含大量谐波成分的检测信号中准确地提取故障分量,运用到线路继电保护的故障信号提取上面时,具有明显的优势。但因为其自身方法的缺陷,很容易产生模态混叠问题从而影响故障信号的提取,本文提出了一种基于总体经验模态分解的办法来加以解决。 文章的最后,提出了一种将人工神经网络和传统电流保护相结合的自适应保护方案,该方案能够通过检测系统不同的运行方式和故障类型来自发地改变保护特性,从而达到了提高灵敏度的效果。

关键词： 输电线路覆冰   三维仿真   Open Scene Graph   纹理材质编辑   三维模型编辑  

摘要： 近几年来,随着冬季极端气候天数的增加,国内外输电线路覆冰问题越来越突出,给人民的生产生活带来了极大的不便。因此,对输电线路覆冰相关现象进行研究,增强电网对冰灾的承受能力,已成为当务之急。本文利用虚拟现实技术,对输电线路覆冰进行三维仿真,结合模型编辑、材质仿真等技术,设计并实现了输电线路覆冰三维仿真系统。 本文首先对输电线路覆冰的形态进行分析,结合国内外相关的研究资料,利用虚拟建模工具,对不同类型的输电线覆冰进行形态模拟和纹理材质编辑,建立多种覆冰类型的三维虚拟仿真模型。然后对输电杆塔及导线等进行三维建模,最后借助Microsoft Visual Studio2010及OSG (Open Scene Graph)开发平台,将模型整合优化为一个整体系统,利用粒子系统对天气进行模拟,并实现本系统的实时三维模拟展示效果。此系统能够逼真地展示不同类型输电线路覆冰的外观形态和材质特征,同时具有输电杆塔及输电线路三维展示、输电环境周边地形地貌展示、雨雪天气效果模拟等功能。此外,本系统还具有人机互动功能,用户可以用鼠标和键盘对场景进行操作,进行场景的三维漫游等。实验表明,输电线路覆冰三维仿真系统能够逼真地展示覆冰灾害现象,在覆冰灾害研究方面具有广泛的应用前景和现实意义。

关键词： 特高压   分布电容电流   电流差动保护   时域补偿   自适应  

摘要： 1000kV特高压交流输电线路在实现电力资源的优化配置,推动电力科技自主创新和新能源的高效率开发,促进居住环境的可持续发展等方面具有重要的作用。然而特高压交流输电线路上巨大的分布电容电流对分相电流纵联差动保护产生严重的影响,使其灵敏性和安全性不能满足特高压线路保护的要求。因此,对这一问题进行深入和详细的研究,并提出解决该问题的方法具有一定实践意义。首先,本文详细分析了特高压交流输电线路的物理特征和数学模型、线路保护的配置及原则、分布电容电流的数学计算公式,并建立了1000kV特高压交流输电线路的PSCAD/EMTDC模型,仿真研究了不同电压等级的分布电容电流大小。其次,理论分析了特高压输电线路巨大的分布电容电流对全电流纵联差动保护、故障分量电流纵联差动保护和零序电流差动保护的影响,同时建立了三种保护的EMTDC仿真模型,分别仿真研究了线路保护在不同故障地点、不同过渡电阻、不同电源相角差以及不同合闸等情况下受分布电容电流影响情况。最后,针对分布电容电流对电流差动保护产生严重影响的问题,分析对比了高压并联电抗器补偿法、相量补偿法和时域补偿法的优缺点,并对其存在的补偿误差大的问题,本文提出了自适应时域补偿方法并进行了理论分析。通过EMTDC仿真研究表明,该方法能够很好地提高补偿精度和电流差动保护的灵敏度。