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科技解冻:从预警、监测到融冰电力科技成果展示

北极星输配电网  来源:国家电网杂志  作者:杨青  2016/3/25 10:28:04  我要投稿  

传统的覆冰监测装置在高寒、大雾等恶劣环境下难以清晰监测现场冰情。针对这一难题,作为“电网大范围冰冻灾害预防与治理关键技术及成套装备项目”的一项成果,新型的导线覆冰监测与图像处理技术创新性地提出了覆冰图像特征阈值分割方法,攻克了导线覆冰厚度自动识别的难题。同时,研制出的输电线路覆冰自动监测系统,还能够实时监测现场覆冰图像、气象、杆塔应力等参数,在冰冻期间能够全面、准确地收集现场冰情资料。

监测系统在2014年2月7~13日的覆冰过程中,准确监测到湖南电网有160多个监测点出现不同程度覆冰,多条输电线路覆冰超过10毫米,结合监测结果,及时组织了现场融、除冰等抗冰应急处置工作,为现场抗冰提供了及时、准确的信息指导。

在寒冷的冬季,覆冰往往会使输电线路出现舞动现象。舞动是导线覆冰形成非圆截面后所产生的一种低频、大振幅的自激振动,会造成金具损坏和断线,严重时还会发生线路倒塔事故。

为解决线路覆冰舞动,国家电网公司组织力量研发并推广应用舞动监测装置,在野外环境中,实时监测线路舞动幅值、频率以及风速风向等微气象参数。监测数据通过无线方式把数据发送到后端数据监测中心,由监测中心根据舞动预警系统对线路舞动情况进行计算和分析,及时向运行单位提出报警、预警信息及辅助决策服务,为电网的安全运行提供必要保障。

准确的覆冰智能预测系统和清晰的覆冰监测体系,正是科技手段让电网应对雨雪冰冻更加从容。而在掌握精准信息之后如何将附着在导线上的覆冰快速“脱去”,也需要借助科技的力量。

融冰:从“手动”到“电动”

1月23日下午6点多,湖南郴州。

在融冰指令发出一个半小时后,输电线路上的冰凌一截截坠落,全长66公里的220千伏福外Ⅰ线成功脱掉了近8毫米厚的“冰衣”,线路覆冰险情成功解除。

一旦发现严重覆冰,融冰就成为第一任务。国外普遍使用的电网直流融冰装置,采用传统方式设计和可控硅整流,谐波大、发热严重,还需要专门的滤波装置,并且装备体积庞大、造价高昂,难以推广应用。

针对直流融冰中的谐波问题,国网输变电设备防冰减灾技术国家重点实验室提出了新型高效直流融冰拓扑原理,研制了低谐波、宽调压整流变压器,调压范围宽达80%,不仅发明了国内首台直流融冰装置,还研制了固定式、移动式、便携式3个系列9种型号直流融冰装置,容量从十几千瓦至几十万千瓦不等。这些融冰装置体积小、重量轻、价格便宜,性能指标显著优于国外同类装置,能够满足应对不同程度电网冰灾快速、高效除冰的要求。

国网湖南电力防灾减灾中心的熊蔚立形象地说,当直流融冰装置启动,将数千安培的电流输送到线路时,电线仿佛变成巨大的“热得快”,迅速融化线路表面的覆冰。目前,国网公司系统已安装固定式融冰装置22套,同时配备移动式融冰装置,设置低压、高压交流融冰电源点近150个,实时为覆冰严重的线路融冰。

融冰装置的使用和推广,改变了使用除冰镐、除冰剑脱冰的人工方式,让融冰更加安全、快速、高效。

电网作为关系国家能源安全和国民经济命脉的重要基础设施,其防灾减灾工作已成为关系到国家安全的重要工作。

自2008年起,国家电网公司积极开展电网冰灾预测、监测、防治与应急处置等关键技术研究,安排了52项防冰减灾关键技术研究课题,投入经费1.47亿元,基本覆盖了电网规划建设、生产运维、调度运行等各个环节。荣获2013年度国家科学技术进步奖一等奖的“电网大范围冰冻灾害预防与治理关键技术及成套装备项目”,是电网防冰减灾最耀眼的科技成果。

事前预测、事中监测、融冰处置三剑合璧,抗冰科技成果的推广应用,不仅支撑电网的防灾抗灾工作,也为保障国家能源安全提供了重要的技术保障。

原标题:科技解冻

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