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《输电线路舞动区域分布图绘制技术导则》:一图在手 舞动防治更高效

北极星智能电网在线  来源:科技日报  作者:马爱平  2019/11/20 17:34:25  我要投稿  

北极星智能电网在线讯:记者获悉,由中国电力科学研究院有限公司牵头编制的“输电线路舞动区域分布图绘制技术导则”标准日前获2019年度中国电机工程学会标准贡献奖一等奖。

“输电线路舞动区域分布图绘制技术导则”标准破解了什么难题?创新之处是什么?是否得到了广泛应用?科技日报记者采访了该标准的编制团队。

架空输电线路舞动是一种空气动力不稳定现象,是不均匀覆冰导线在风力的作用下而引起的一种低频率(约为0.1~3Hz)、大振幅(约为导线直径的20~300多倍)的自激振动现象。舞动产生的危害是多方面的,通常导致线路闪络、跳闸,甚至发生金具及绝缘子损坏,导线断股、断线,杆塔螺栓松动、脱落,倒塔等重大电网事故。

统计资料表明,我国属于舞动灾害最严重的国家。截止目前,共发生有文字记录的舞动事故超过200起(同一时间、同一地区发生的记为一起)。随着电网规模的快速发展和恶劣气象的频繁出现,进入新世纪以来,电网发生舞动事故的频率明显增加,危害程度更趋严重,几乎每年都发生大范围的舞动事故,造成了严重的经济损失和社会影响。2009-2010年冬季,河南、山西、湖南、江西、浙江、辽宁、河北和山东等14个省份相继发生七次大范围输电线路覆冰舞动现象,造成多条不同电压等级线路发生机械和电气故障,给电网运行带来巨大威胁。

在国家自然科学基金、国家电网公司科技项目的支持下,中国电力科学研究院有限公司输变电工程研究所监测与评估研究室副主任刘彬带领的团队攻坚克难、自主创新,联合国网湖北电力等公司,建立了应用气象地理法和频次法划分舞动区域等级的理论基础,提出了气象因子和地形起伏度与覆冰舞动定量关系组合模型,提出了舞动区域分布图绘制方法,绘制了舞动区域分布图。

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2016年版舞动区域分布图

首次提出基于气象地理法的舞动区域分布图绘制方法,解决了无线路地区舞动状态量捕捉难题

在应用频次法绘制湖北省舞动分布图的基础上,刘彬团队从气象特征分析、舞动气象因子模型建立、气象要素的数学概率计算、地形订正研究、气象地理建模方法,以及舞动分布图分区原则等方面,开展了舞动分布图绘制研究工作,应用气象地理法,牵头绘制了国家电网公司舞动区域分布图。

“频次法是指在对某地区实际线路历史上曾发生的舞动情况进行统计分析的基础上,依据舞动发生频次进行舞动区域划分的方法。频次法存在问题,仅反映了过去部分运行经验的总结,缺乏理论基础,存在局限性。”刘彬说,因此,应从输电线路舞动发生的气象机理入手,研究各种气象因子和地形地貌对线路舞动的影响,结合运行经验,划分舞动分布图。在统计和分析我国输电线路历年来发生导线覆冰舞动情况的基础上,总结气象、地形特征规律,建立覆冰舞动的气象模型和地理模型,并结合运行经验,提出舞动区域的分区、分级标准,建立舞动分布图绘制方法标准技术体系并完成舞动分布图的绘制。

刘彬介绍,绘制完成的舞动分布图能全面、准确地划分舞动分布图并实现舞动的分区、分级,达到指导防舞设计和运行的目的——通过常规地理因子的比较,论述地形起伏度作为地形订正因子的科学合理性,首次提出地形起伏度计算半径选用2000m的依据,有效的区分了平原、丘陵和山区地形;建立气象因子和地形起伏度与覆冰舞动地形定量关系组合模型,得到高精度的舞动频次区域分布;采用在灾害评估中常用的百分位法技术,建立了舞动的分区、分级标准,绘制完成的国家电网公司舞动区域分布图,覆盖所辖范围所有区域,经运行经验验证,准确率高。

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舞动区域分布图绘制流程

广泛应用于电网的规划、设计、建设与运维,取得了巨大的经济和社会效益

基于气象地理法建立的电网舞动区域分布图绘制理念及方法,国家电网公司设备管理部于2016年在公司系统内推广了电网舞动区域分布图绘制技术,并绘制了《国家电网公司电网舞动区域分布图(2016年版)》。

新版电网舞动区域分布图已在国网公司系统内得到了广泛应用。2017年起,国家电网公司设备管理部组织相关省份依据新版电网舞动分布图开展了±800kV复奉、锦苏、宾金、天中线和1000kV特高压交流线路相应风险因子的评估,对保障国网公司特高压重要输电通道(±800kV复奉、锦苏、宾金)安全稳定运行提供了坚强的保障。

业内专家表示,新版电网舞动区域分布图是±800kV陕北-武汉、青海-河南等特高压直流输电工程开展防舞动灾害设计的重要依据,可指导开展线路走廊所经区域舞动强弱的分级。电网舞动区域分布图的应用全面提高了我国电网规划、建设及运维的技术水平,大大提升了电网抵御舞动灾害的能力,具有显著的经济效益和巨大的社会效益。

刘彬表示,通过应用新版电网舞动区域分布图,使我国对舞动灾害规律有了更加客观的认识,可以使我们提前采取应对措施来抗击电网舞动灾害,对进一步增强电网抵御舞动灾害的能力和水平,确保线路的安全稳定运行具有重要的意义;新版舞动区域分布图的应用降低了舞动灾害导致的线路故障率,减少了线路巡检、维护及故障处置等方面人力、财力和物力的投入,进一步实现资源优化配置;新版舞动区域分布图的应用可减少电网舞动灾害的发生,确保电网的安全稳定运行,满足工农业正常生产和人民正常生活的需要,对促进经济发展与社会和谐稳定具有十分重要的现实意义。


原标题:《输电线路舞动区域分布图绘制技术导则》:一图在手,舞动防治更高效

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