自主软件指导解决电网覆冰问题

电力18讯：自主软件指导解决电网覆冰问题

　　日前，清华大学电机系、清华大学深圳研究生院博士研究生侯镭针对电网线路覆冰脱落跳跃等现象进行了计算分析，对冰雪天气下电力设施的状态做出了积极的研究。 国家电网发布1000千伏特高压交流架空输电线路设计标准

　　本报记者 朱冰报道　　 上海公司纯电动汽车研究取得进展

　　今年一月份以来，发生在我国南方的大面积冰雪灾害对电力设施及电网造成了巨大的破坏。据统计，截至2月16日，全国范围内电网因灾停运电力线路计39033条，停运变电站计2037座，110-500kV线路因灾倒塔计8123基。针对因冰雪灾害对电网造成的巨大损失，总结事故原因，深化对覆冰问题的研究，重新审视目前线路设计中的方法、规程、标准等对覆冰问题考虑的不足之处，并加以解决，避免此类重大灾害性事故的再次发生，成为灾害过后亟待开展的工作。 上海公司纯电动汽车研究取得进展

　　线路设计存在漏洞 江西电科院申报两项冰灾课题

　　日前，清华大学电机系、清华大学深圳研究生院博士研究生侯镭，针对电网线路覆冰脱落跳跃等现象进行了计算分析，对冰雪天气下电力设施的状态做出了积极的研究。其发表在2008年第6期《中国电机工程学报》上的论文《特高压线路覆冰脱落跳跃的动力计算》对该问题做了深入的研究。

　　侯镭介绍，架空输电线路在适宜的温度、湿度、风速条件下，导线上会形成覆冰。覆冰对输电线路会造成电气性危害和机械性危害。破坏作用更为严重的机械性危害主要包括：导线杆塔机械过负载，覆冰导线舞动，不均匀覆冰和不同期脱冰事故等。其中导线覆冰舞动、脱冰跳跃等问题在我国现行的线路设计规程中，还尚未做深入研究和明确规定。

　　覆冰导线在合适的温度和风作用下会发生融冰脱冰现象。一方面，导线脱冰引起导线跳跃上下摆动，导致导线档中空气间隙的减小，以致相间闪络、短路，此现象所引发的问题就是跳闸、停电等。另一方面，导线脱冰还会对绝缘子串、金具及铁塔产生较大的动态拉力，在覆冰较厚、档距较大的情况下这种作用更为明显，会对绝缘子串、金具、铁塔造成破坏作用。

　　分析电网覆冰事故的原因，侯镭所在的研究小组认为，事故区的电网在线路设计方面存在一定的漏洞。由于异常的气象条件大大超出了设计标准，设计的覆冰厚度是10mm，而实际覆冰厚度超过50mm甚至达到100mm；另外，在设计规程中，对于线路覆冰舞动和不同期脱冰跳跃等动态机械载荷未做考虑和明确规定。在电网的线路运行方面，也缺乏有效的线路安全预警机制，缺乏线路有效除冰手段(目前依靠人工除冰)。

　　自主软件指导特高压电网

　　据了解，清华大学电机系的研究小组已经对架空输电线路的机械特性做了长期的研究。在该项专题研究中，研究组采用自主开发的具有领先水平的计算模型和计算程序，对特高压线路导线脱冰问题中的导线、绝缘子、档距组合、脱冰方式等因素进行了深入细致的分析研究。

　　研究创新性地提出了档距组合对脱冰跳跃的重要影响，并指出相应对策；还首次提出导线不同脱冰方式的显著影响作用等。该研究无论从选题还是研究深度，在相关领域都达到领先水平。

　　目前，我国正着力发展最高电压等级电网，其电压更高，输送容量更大，承担着我国未来电网主干的角色。一般而言，特高压输电线路导线截面较大，覆冰重量也会较大，脱冰时更容易引起大幅度跳跃，导线脱冰问题更应慎重考虑。

　　侯镭表示，上述研究成果对于确定特高压电网导线的布置方式、杆塔选型、档距配置等都具有直接的指导作用，研究成果直接反映为一系列提高线路抗覆冰、脱冰能力的措施。如：在重冰区，根据具体验算可适当加大导线相间距离，以避免因脱冰跳跃引起的相间短路；考虑脱冰跳跃过程中的动态过程，以最大动态机械载荷为依据，适当增加杆塔强度；重冰区，适当减小档距，减小导线耐张段内连续直线档数，合理的增多耐张塔的设置等等。

　　侯镭表示，随着对覆冰问题的全面深入研究，进而修订和完善现行的线路设计规程、标准，必然能够提高电网的防冰害水平，保证电网供电的安全可靠性。