架空輸電線路防覆冰研究科技項(xiàng)目建議書

1、  編號(hào)   陜西省電力公司科學(xué)技術(shù)項(xiàng)目 建議書 項(xiàng)目名稱：架空輸電線路融冰技術(shù)應(yīng)用申請(qǐng)單位：商洛供電局起止時(shí)間： 2011年10月至2012年12月 項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：溫志平通信地址：陜西省商洛市北新街139號(hào)商洛供電局郵政編碼：726000聯(lián)系電話：09142102240傳 真：09142102386申請(qǐng)日期：2011年6月 簡表項(xiàng)目名稱架空輸電線路融冰技術(shù)應(yīng)用項(xiàng)目負(fù)責(zé)人姓名溫志平單 位商洛供電局性別男年 齡42專業(yè)電力系統(tǒng)自動(dòng)化職 稱高工項(xiàng)目分 類技術(shù)攻關(guān)新技術(shù)開 發(fā)新產(chǎn)品試 制技術(shù)引進(jìn)消化吸收應(yīng)用理論基礎(chǔ)研究軟科

2、學(xué)研 究推 廣       項(xiàng)目組人 數(shù)8其中高級(jí)職稱6中級(jí)職稱2研究生4初級(jí)職稱協(xié)作單位 US.CT.Y&B,LLC協(xié)作形式 申請(qǐng)金額(萬元) 研究起止年月2011年10月至2012年12月其中資 助 自 籌  項(xiàng)目內(nèi)容、意義和預(yù)期成果摘要項(xiàng)目內(nèi)容 為防止架空輸電線路導(dǎo)線覆冰增加線路荷載引發(fā)倒塔斷線事故，通過操作安裝在分裂導(dǎo)線（奇數(shù)）子導(dǎo)線間開關(guān)，增加輸電線路導(dǎo)線電阻（電阻增加為N2，N為子導(dǎo)線），在線路負(fù)荷電流不變情況下，導(dǎo)線自身發(fā)熱，融化導(dǎo)線表面覆冰，將導(dǎo)線覆冰控制在線路

3、桿塔可承受的荷載范圍內(nèi)，有效預(yù)防了輸電線路冰災(zāi)事故。本項(xiàng)目核心內(nèi)容包括以下2個(gè)部分：1、結(jié)合近年來商洛電網(wǎng)電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)際，35kV中（中村變）照（照川變）線#20-#26段線路易發(fā)生覆冰，在此段線路并行走徑上新建防覆冰研究線路。新建防覆冰研究線路氣象條件選擇、絕緣配置標(biāo)準(zhǔn)與35kV中照線路保持一致，導(dǎo)線采用三分裂接線，分裂導(dǎo)線子導(dǎo)線彼此絕緣，形成3個(gè)獨(dú)立的電流回路；耐張段分裂導(dǎo)線覆冰時(shí)，斷開安裝于耐張段兩端的電流轉(zhuǎn)移開關(guān)，且通過引流板使各根子導(dǎo)線從并聯(lián)運(yùn)行改變?yōu)榇?lián)運(yùn)行，從而使各個(gè)子導(dǎo)線上的電流增大為原各子導(dǎo)線上電流之和，使架空輸電線路覆冰耐張段導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)融冰?？筛鶕?jù)線路防覆冰研究工作需要，安排3

4、5kV中照線路停電，將新建防覆冰研究線路接入或退出35kV中照線路（相對(duì)應(yīng)的35kV中照線#20-#26段線路退出或恢復(fù)正常運(yùn)行）。2、冬季線路發(fā)生覆冰時(shí)，通過無線操作斷開子導(dǎo)線連接開關(guān)，使子導(dǎo)線形成串聯(lián)，導(dǎo)線自身電阻增加9倍，負(fù)荷電流基本不變情況，導(dǎo)線自身發(fā)熱提高9倍，使導(dǎo)線表面覆冰融化，實(shí)現(xiàn)線路除冰目的。3、總結(jié)覆冰研究線路現(xiàn)場(chǎng)除冰效果，形成商洛架空輸電線路防覆冰研究報(bào)告，并指導(dǎo)陜西省內(nèi)架空輸電線路防覆冰研工作。項(xiàng)目意義近年來，我國架空輸電線路因冬季覆冰發(fā)生中斷供電事故時(shí)有發(fā)生，尤其是2008年初，我國南方發(fā)生了百年罕見的大面積冰雪災(zāi)害，冰雪天氣造成了南方數(shù)省大面積倒塔斷線事故，引起大面積

5、中斷供電，給國家?guī)砭薮蠼?jīng)濟(jì)損失。2005年至今我省多條輸電線路也因冬季冰雪天氣，發(fā)生中斷供電事故，嚴(yán)重影響了電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。尤其是2010年“3.22”雪災(zāi)重創(chuàng)商洛電網(wǎng)，主要原因?yàn)榫€路表面凝結(jié)的冰雪混合物嚴(yán)重超過線路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，引起倒桿斷線。為了有效降低輸電線路冰雪災(zāi)害影響，電力系統(tǒng)在進(jìn)行新建電網(wǎng)差異化設(shè)計(jì)，提高存在冰雪災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)線路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，對(duì)運(yùn)行輸電線路廣泛開展除導(dǎo)、地線積雪、覆冰研究工作。目前常用的方法歸納有：給導(dǎo)、地線加電流發(fā)熱融冰雪法，安裝平衡錘、阻雪環(huán)，噴涂憎水涂料等被動(dòng)防冰方法，從實(shí)際應(yīng)用效果看，這些方法各有不足。本技術(shù)是一種適用于分裂導(dǎo)線輸電線路的融冰裝置。其基本原理為

6、：在架空輸電線路上的耐張段內(nèi)使用多根分裂導(dǎo)線，分裂導(dǎo)線的多根子導(dǎo)線彼此絕緣，形成多個(gè)獨(dú)立的電流回路；耐張段分裂導(dǎo)線覆冰時(shí)，斷開安裝于耐張段兩端的電流轉(zhuǎn)移開關(guān)，且通過引流板使各根子導(dǎo)線從并聯(lián)運(yùn)行改變?yōu)榇?lián)運(yùn)行，從而使各個(gè)子導(dǎo)線上的電流增大為原各子導(dǎo)線上電流之和，使架空輸電線路覆冰耐張段導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)融冰或保線。本技術(shù)能夠?qū)Ω邏航恢绷鞣至褜?dǎo)線線路進(jìn)行融冰；不影響電網(wǎng)正常運(yùn)行，不需要停止對(duì)用戶的供電；且成本低，除冰效果顯著。以下以三分裂導(dǎo)線的耐張段（圖一）為例說明。三分裂導(dǎo)線在架設(shè)時(shí)用絕緣間隔棒彼此絕緣；在耐張段兩端的耐張塔上給每一相導(dǎo)線各安裝一個(gè)電流轉(zhuǎn)移開關(guān)（圖二）；在導(dǎo)線上安裝溫度傳感器和覆冰傳感器。

7、當(dāng)線路正常運(yùn)行時(shí)，耐張段兩端的開關(guān)都為閉合狀態(tài)，此時(shí)三分裂的導(dǎo)線為并聯(lián)運(yùn)行狀態(tài)；當(dāng)覆冰傳感器感應(yīng)到導(dǎo)線覆冰時(shí)，兩側(cè)的開關(guān)打開，這時(shí)三分裂的子導(dǎo)線從并聯(lián)運(yùn)行改變?yōu)榇?lián)運(yùn)行，每一根子導(dǎo)線的電流強(qiáng)度增加為正常運(yùn)行時(shí)的3倍，發(fā)熱功率增加為正常運(yùn)行時(shí)的9倍，線路轉(zhuǎn)入融冰模式；當(dāng)融冰結(jié)束后，覆冰傳感器和溫度傳感器發(fā)信號(hào)使開關(guān)重新閉合，線路重新轉(zhuǎn)入正常模式。溫度傳感器也可以配合覆冰傳感器，在溫度達(dá)到結(jié)冰溫度時(shí)，使線路進(jìn)入防冰模式；如果導(dǎo)線溫度過熱，溫度傳感器會(huì)強(qiáng)制關(guān)閉開關(guān)，使線路轉(zhuǎn)入正常模式。圖一.三分裂導(dǎo)線輸電線路的融冰裝置示意圖。圖二.在三分裂導(dǎo)線耐張段一端的耐張塔上安裝融冰開關(guān)的示意圖。與此同時(shí)，我們

8、將使用輸電線路抗覆冰高分子納米技術(shù)材料?？垢脖叻肿蛹{米技術(shù)根據(jù)熱力學(xué)原理使用納米技術(shù)破壞水結(jié)冰的成核條件，大幅度減少和延遲結(jié)冰?？垢脖叻肿蛹{米技術(shù)和融冰裝置的結(jié)合使用能夠在不影響電網(wǎng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上給輸電線路提供一套完整的防冰除冰方案。預(yù)期成果 1、新建防覆冰研究線路氣象條件選擇、絕緣配置標(biāo)準(zhǔn)與35kV中照線路保持一致，導(dǎo)線采用三分裂接線，分裂導(dǎo)線子導(dǎo)線彼此絕緣，形成3個(gè)獨(dú)立的電流回路；耐張段分裂導(dǎo)線覆冰時(shí)，斷開安裝于耐張段兩端的電流轉(zhuǎn)移開關(guān)，且通過引流板使各根子導(dǎo)線從并聯(lián)運(yùn)行改變?yōu)榇?lián)運(yùn)行，從而使各個(gè)子導(dǎo)線上的電流增大為原各子導(dǎo)線上電流之和，使架空輸電線路覆冰耐張段導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)融冰。2、冬季

9、線路發(fā)生覆冰時(shí)，通過無線操作斷開子導(dǎo)線連接開關(guān)，使子導(dǎo)線形成串聯(lián)，導(dǎo)線自身電阻增加9倍，負(fù)荷電流基本不變情況，導(dǎo)線自身發(fā)熱提高9倍，使導(dǎo)線表面覆冰融化，實(shí)現(xiàn)線路除冰目的。3、總結(jié)覆冰研究線路現(xiàn)場(chǎng)除冰效果，形成商洛架空輸電線路防覆冰研究報(bào)告，并指導(dǎo)陜西省內(nèi)架空輸電線路防覆冰研工作。一、本研究項(xiàng)目的科技依據(jù)（包括科技意義和應(yīng)用前景，國內(nèi)外研究概況、水平和發(fā)展趨勢(shì)；應(yīng)用理論基礎(chǔ)研究項(xiàng)目應(yīng)闡述學(xué)術(shù)思想，立論根據(jù)，特色或創(chuàng)新之處，主要參考文獻(xiàn)目錄及出處；推廣項(xiàng)目說明成果成熟程度，適用范圍，以及成果的知識(shí)產(chǎn)權(quán)等問題）項(xiàng)目背景近年來，我國架空輸電線路因冬季覆冰發(fā)生中斷供電事故時(shí)有發(fā)生，尤其是2008年初，我

10、國南方發(fā)生了百年罕見的大面積冰雪災(zāi)害，冰雪天氣造成了南方數(shù)省大面積倒塔斷線事故，引起大面積中斷供電，給國家?guī)砭薮蠼?jīng)濟(jì)損失。2005年至今我省多條輸電線路也因冬季冰雪天氣，發(fā)生中斷供電事故，嚴(yán)重影響了電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。尤其是2010年“3.22”雪災(zāi)重創(chuàng)商洛電網(wǎng)，主要原因?yàn)榫€路表面凝結(jié)的冰雪混合物嚴(yán)重超過線路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，引起倒桿斷線。為了有效降低輸電線路冰雪災(zāi)害影響，電力系統(tǒng)在進(jìn)行新建電網(wǎng)差異化設(shè)計(jì)，提高存在冰雪災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)線路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，對(duì)運(yùn)行輸電線路廣泛開展除導(dǎo)、地線積雪、覆冰研究工作。目前常用的方法歸納有：給導(dǎo)、地線加電流發(fā)熱融冰雪法，安裝平衡錘、阻雪環(huán)，噴涂憎水涂料等被動(dòng)防冰方法，從實(shí)

11、際應(yīng)用效果看，這些方法各有不足。 應(yīng)用前景通過該技術(shù)應(yīng)用研究，可以將導(dǎo)線覆冰控制在可承受范圍，防止發(fā)生倒塔斷線事故，最大程度的減少覆冰帶來的損失。對(duì)提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，具有重要意義。國內(nèi)外研究概況目前常用防冰、除冰方法主要采用增加線路電流使之發(fā)熱將冰雪融化防患于未然和采用平衡錘、阻雪環(huán)、憎水涂料等被動(dòng)防冰方法，使用效果各有不足。二、研究、推廣應(yīng)用內(nèi)容和預(yù)期成果（說明項(xiàng)目的具體研究、推廣內(nèi)容、技術(shù)關(guān)鍵和重點(diǎn)解決的技術(shù)問題，預(yù)計(jì)達(dá)到的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，預(yù)期成果和提供的形式及其依托工程，應(yīng)用該成果的單位落實(shí)情況和可能應(yīng)用的其它工程或單位及效益。項(xiàng)目內(nèi)容1、結(jié)合近年來商洛電網(wǎng)電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)際，35kV中（中

12、村變）照（照川變）線#20-#26段線路易發(fā)生覆冰，在此段線路并行走徑上新建防覆冰研究線路。新建防覆冰研究線路氣象條件選擇、絕緣配置標(biāo)準(zhǔn)與35kV中照線路保持一致，導(dǎo)線采用三分裂接線，分裂導(dǎo)線子導(dǎo)線彼此絕緣，形成3個(gè)獨(dú)立的電流回路；耐張段分裂導(dǎo)線覆冰時(shí)，斷開安裝于耐張段兩端的電流轉(zhuǎn)移開關(guān)，且通過引流板使各根子導(dǎo)線從并聯(lián)運(yùn)行改變?yōu)榇?lián)運(yùn)行，從而使各個(gè)子導(dǎo)線上的電流增大為原各子導(dǎo)線上電流之和，使架空輸電線路覆冰耐張段導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)融冰。可根據(jù)線路防覆冰研究工作需要，安排35kV中照線路停電，將新建防覆冰研究線路接入或退出35kV中照線路（相對(duì)應(yīng)的35kV中照線#20-#26段線路退出或恢復(fù)正常運(yùn)行）。2

13、、冬季線路發(fā)生覆冰時(shí)，通過無線操作斷開子導(dǎo)線連接開關(guān)，使子導(dǎo)線形成串聯(lián)，導(dǎo)線自身電阻增加9倍，負(fù)荷電流基本不變情況，導(dǎo)線自身發(fā)熱提高9倍，使導(dǎo)線表面覆冰融化，實(shí)現(xiàn)線路除冰目的。3、總結(jié)覆冰研究線路現(xiàn)場(chǎng)除冰效果，形成商洛架空輸電線路防覆冰研究報(bào)告，并指導(dǎo)陜西省內(nèi)架空輸電線路防覆冰研工作。 技術(shù)關(guān)鍵1、遙控真空滅弧開關(guān) (包括電流互感器, 壓力傳感器, 溫度傳感器) 切換電路。2、金具包括改裝后的懸垂線夾, 直線線夾, 絕緣間隔棒。 這些為特殊金具，模具以及抗覆冰高分子納米材料等。 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)三、擬采取的研究方法和技術(shù)路線  ()理論研究1、該技術(shù)已在美國、加拿大得到成功應(yīng)用

14、，本項(xiàng)目首先要做好國內(nèi)架空線路氣象選擇、地理環(huán)境和設(shè)計(jì)參數(shù)選擇等技術(shù)與美國、加拿大線路進(jìn)行比較，借鑒其應(yīng)用研究成果。2、進(jìn)行理論計(jì)算，確定數(shù)學(xué)模型。 ()試驗(yàn)研究1、研究線路建設(shè)。2、現(xiàn)場(chǎng)除冰研究。() 試驗(yàn)結(jié)果對(duì)理論進(jìn)行驗(yàn)證總結(jié)覆冰研究線路現(xiàn)場(chǎng)除冰效果，形成商洛架空輸電線路防覆冰研究報(bào)告，并指導(dǎo)陜西省內(nèi)架空輸電線路防覆冰研工作。 四、工作總體安排和年度進(jìn)度序號(hào)時(shí)間段內(nèi) 容1  2011年7月前完成試驗(yàn)線路可研和初步設(shè)計(jì)報(bào)省公司。22011年11月前完成試驗(yàn)線路建設(shè)。32011年12月-2012年4月份現(xiàn)場(chǎng)研究試驗(yàn)線路除冰效果。42012年6月份前完成研究報(bào)告編寫。5201

15、2年8月份前完成項(xiàng)目竣工驗(yàn)收。62012年12月份前完成科技項(xiàng)目評(píng)估及驗(yàn)收。  五、實(shí)現(xiàn)本項(xiàng)目預(yù)期目標(biāo)已具備的條件（包括過去的研究工作基礎(chǔ)，現(xiàn)有的主要儀器設(shè)備、研究技術(shù)人員及協(xié)作條件，從其它渠道已得到、已申請(qǐng)或申請(qǐng)的經(jīng)費(fèi)情況及金額等）項(xiàng)目負(fù)責(zé)人李紅波已具備的條件1、根據(jù)本裝置的原理，完成了樣品制作。 2、模仿輸電線路覆冰狀態(tài)，對(duì)樣品進(jìn)行了大量試驗(yàn)，驗(yàn)證了其除冰的功能； 樣品經(jīng)測(cè)試，簡單實(shí)用、經(jīng)進(jìn)一步改進(jìn)能達(dá)到除冰及時(shí)、方便快捷的電力線的除冰要求。 六、研究項(xiàng)目組成人員情況序號(hào)姓名年齡職務(wù)職稱專業(yè)本項(xiàng)目中分工投入項(xiàng)目工作總月數(shù)工作單位1李紅波43副局長高工電力系統(tǒng)及

16、自動(dòng)化負(fù)責(zé)人12商洛供電局2羅建勇處長高工電力系統(tǒng)及自動(dòng)化負(fù)責(zé)方案審核12陜西省電力公司3趙勇毅45送電工區(qū)主任工程師輸電線路負(fù)責(zé)方案審核和實(shí)施18商洛供電局4孔志戰(zhàn)45專工工程師輸電線路負(fù)責(zé)方案審核18陜西省電力公司5王明文46主任工程師電力系統(tǒng)及自動(dòng)化負(fù)責(zé)方案審核和項(xiàng)目實(shí)施協(xié)調(diào)18商洛供電局6張 勇38生技部副主任工程師輸電線路負(fù)責(zé)方案制定和組織實(shí)施18商洛供電局7Vasilios Tsouris67總設(shè)計(jì)師教授負(fù)責(zé)方案制定和技術(shù)指導(dǎo)18US.CT.Y&B,LLC8張現(xiàn)民45駐華首席代表工程師18US.CT.Y&B,LLC91011七、項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)預(yù)算 單位：萬元科目金 額申請(qǐng)資助自 籌備 注（一）直接費(fèi)用 1.人員費(fèi)（不包括本單位人員） （1）研究機(jī)構(gòu)人員費(fèi) （2）臨時(shí)工工資 2.設(shè)備以及試驗(yàn)費(fèi) 預(yù)算明細(xì)表（1）購置試驗(yàn)設(shè)備、開模具 （2）試制（3）試驗(yàn)各種不同電壓等級(jí)線路帶電試驗(yàn)3.業(yè)務(wù)費(fèi)預(yù)算明細(xì)表（1）材料費(fèi)（2）資料費(fèi)（3）外協(xié)測(cè)試試驗(yàn)及加工費(fèi)（4）會(huì)議費(fèi)（5）差旅費(fèi)4.其他直接費(fèi)用預(yù)算明細(xì)表（二）間接費(fèi)用預(yù)算明細(xì)表1.現(xiàn)有儀器設(shè)備使用費(fèi)2.直接管理費(fèi)用3.其他間接費(fèi)用（三）協(xié)作研究支出預(yù)算明細(xì)表協(xié)作支出1合 計(jì) 注：1、與項(xiàng)目有關(guān)的前期研究(包括階段