电网覆冰研究分析报告.docx

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1、电网覆冰研究分析报告电网覆冰探讨分析报告0 引言2022年，一场一百零一年罕见的大面积覆冰影响了我国南方大部分地区的十几个省。由于持续的雨雪冰冻天气，导致输电线路大面积覆冰，输电铁塔不堪重负倒塌断线，电力设施遭到前所未有的破坏，供电线路大范围中断，给人民的生产生活造成了巨大的灾难和损失，干脆经济损失超过干亿元。 针对我国的覆冰灾难状况，为削减输电线路覆冰事故的发生，有效保障电力系统的平安运行，应加强探究输电线路覆冰机理、覆冰外绝原因障机理、有效的防冰、除冰方法、大电网覆冰在线监测与诊断方法，开展电网覆冰在线评估、预警与决策方法等方面的探讨。1 架空导线覆冰影响因素探讨覆冰往往因为导线截面形态变

2、更以及线路冰、风荷载增加而导致高压输电线舞动、断线、倒塔，引起重大事故。迄今架空导线表面覆冰机理与防冰措施仍是未得到有效解决的科学技术难题，受到国内外探讨者和工程技术人员的广泛关注。架空导线表面覆冰是受到众多环境、气象和物理因素影响的困难过程，主要包括： (1)气候和气象条件的不同会导致线路覆冰以雾凇、积雪、雨淞和结霜等不同形式出现，其中雨淞(光滑透亮的覆冰)因密度大、附着力强而危害最大，处理最困难。不同的覆冰形式具有不同物性，其中最重要的是密度，造成架空导线不同程度的附加载荷和危害。覆冰本身物性的差异还会对覆冰形成过程的结冰速率、冰形以及融冰所需能量等产生重要影响。 (2)自然条件下，自然风

3、除了会造成覆冰线路的舞动和驰振外，对覆冰形成过程以及最终的冰形也存在重要影响。 (3)对于高压输电线路而言，除了电流产生的焦耳热效应对导线热平衡的影响外，不同电场强度对极性过冷水滴在导线旁边的运动轨迹存在困难的影响，进而影响到导线覆冰的结构和冰形。探讨表明，电场对导线覆冰的影响和电场强度有关。由于电场的极化，电场强度越高，碰撞率越高，造成导线覆冰增加，冰的密度增大。2 覆冰导致输变电设备外绝原因障的机理探讨覆冰等自然灾难导致输变电设备外绝缘闪络机理的探讨始于污秽放电的探讨。国内外对污闪机理及防污闪对策的探讨已经持续了半个多世纪，主要集中在用电路模型理论探讨污秽绝缘子饱和受潮后的放电过程和闪络判

4、据，近几年在电路模型基础结合放电过程中沿面电场分布的分析，将电路模型理论推动了一步，但仍是定性的探讨，因受试验条件的限制，针对超特高压输变电设备外绝缘的探讨很少，特殊是对外绝缘覆冰或覆冰与污秽共存环境对放电物理过程的影响探讨甚少。尽管国内外从电路模型和电磁场理论方面对外绝缘污闪和冰闪的机理及特性进行了大量的探讨，但至今尚无统一和好用的数学模型及有效的监测方法，特殊是覆冰与污秽等多因素共同作用对闪络机理和特性影响的探讨尚处于探究性阶段。3 防止输电线路覆冰方法的探讨大电流融冰是利用电网已有的设备和输电实力，通过适当的技术措施进行输电线路的热力融冰，下文对3种主要的大电流融冰法进行总结和比较。 (

5、1)过电流融冰法。 为防止导线覆冰，对于220 kV 及以上轻载线路，主要依靠科学的调度提前变更电网潮流安排，使线路电流达到临界电流以上；对于110kV及以下变电所问的联络线，可通过调度让其带负荷运行，并使其达到临界电流以上；对于其它类型的重要轻载线路，可采纳在线路末端接入大容量的无功装置(如大功率的调相机、电容、电感)，使线路的功率因数变得很低，这样就会大大增加线路电流，并很少消耗有功功率，所消耗的有功功率主要集中在线路上。假如线路末端接入容性无功装置，线路首端应当用电感性负载中和，假如末端接入感性无功装置，首端应当用容性负载中和。此外，*提出了融冰变压器的概念，当变压器处于融冰工况时，为线

6、路供应偏低的电压和偏大的电流，但该方法的缺点是无法融解避雷线和架空地线上的覆冰。 (2)短路电流融冰法。 短路融冰技术包括不带负荷的三相短路融冰技术、两相问短路融冰技术、单相短路融冰技术、传统的带负荷融冰技术、利用介质损耗除冰技术、利用短路电磁力除冰技术等。其中三相短路融冰技术最常用，其基本原理如下：线路一端三相短路，另一端供应融冰电源，采纳较低电压供应较大短电路电流加热导线的方法使导线上的覆冰溶化。传统的带负荷融冰方法只适用于局部覆冰严峻地段的线路，但不适用于对大面积覆冰地区线路进行融冰或对较长线路进行全线融冰；不带负荷短路加热导线的融冰方法最为完善，在我国应用得较为广泛；采纳介质损耗除冰技

7、术，可匀称除冰，能耗较低，移动敏捷便利，但电磁干扰问题有待解决：采纳短路电磁力除冰技术对电力系统的稳定性有较大的影响，不适用于超高压输电线路。 依据短路电流的大小选取合适的短路电压是短路融冰的重要环节。对融冰线路施加融冰电流的方法有发电机零起升压和全电压冲击合闸2种。零起升压对系统影响不是很大，但冲击合闸在系统电压较低、无功备用不足时有可能造成系统稳定破坏事故。短路融冰时，需将包括融冰线路在内的全部融冰回路中的架空输电线停下来，但对于大截面、双分裂导线因无法选取融冰电源而难以做到，对于500kV线路，这种方法则几乎不行能。 (3)直流电流融冰法。 对于500kV线路，采纳可控的直流电流融冰也是

8、一个可行的方法 。由于变压器线圈对直流电流来讲犹如短路，所以采纳直流电流加热，需将混合交直流的线路隔离出来，也就是在线路两端须要串联隔离直流电流，这样既不影响沟通通过的电力电容器，又可避开直流电流通过变压器产生直流磁化现象。采纳电流变换技术在隔离的线路中电路的首末端收发直流电流。这个方法须要直流电源或电力电子器件，成本很高。加热融冰兼无功静止补偿技术值得进一步探讨和完善。4 国内典型的电网覆冰防治方案列举我国不同气象条件下几种典型的电网防冰方案（不具体分析）。 （1）*西*的带负荷融冰方案（11014年）。 （2）宁夏短路融冰方案（11012年）。 （3）*的防覆冰新型线路方案（2022年）。

9、 （4）*的短路融冰方案（11016年）。 5 结论本文介绍了输电线路覆冰形成机理和覆冰的主要影响因素，分析探讨了不同防冰除冰方法的特点，列举了国内几种典型的电网防冰方案。 2022年初这次大规模自然灾难对电网运行造成了巨大的冲击，说明电网平安牢靠运行的重要性，因此应进一步加强电网建设和各种防灾减灾措施的探讨。 (1)须把预防电网冰雪灾难工作放到更加重的位置。在线路设计和运行阶段都要加强防冰措施。对输电线路的冰雪灾难，应防、除并举，首先应考虑防冰，加强对防冰的重视和宣扬，力争防灾于萌芽阶段。 (2)在防冰技术的探讨方面，应加强对导线覆冰机理、模型，覆冰导线舞动机理和输电线路各种防冰和除冰技术的

10、改进及其好用化的探讨。 (3)采纳电力系统设备自身进行热力融冰的方法(包括过电流融冰、沟通短路电流融冰、直流电流融冰等)，挖掘了电力设备的作用，除冰速度较快，对肯定范围内的线路融冰可能是有效的。目前，上述方法还处于探讨试用阶段，因此应接着支持开展相应的探讨工作。 (4)应以2022年1月我国南方的冰雪灾难为借鉴，拓展思路，仔细考察和评估电网预防和应对各种意外大规模灾难(如地震、台风、洪水、冰雪、甚至斗争等)和事故的实力，制定适应不同电压等级电网、不同地区电网特点的技术经济上适合国家能源需求的应急安排以及灾后快速复原和重建机制。参考文献1 李再华，白晓民，周子冠等电网覆冰防治方法和探讨进展电网计术，2022，32(4):7-13.2 李成榕,吕玉珍,崔翔等冰雪灾难条件下我国电网平安运行面临的问题电网技术，2022,32(4):14-213 电力建设编辑部.输电线路除冰新技术，电力建设：2022，29(4):10-11. 第8页 共8页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页