架空线路交流融冰技术的研究

发布时间：2017-08-21 02:37

  本文关键词：架空线路交流融冰技术的研究

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【摘要】：线路覆冰是电力系统面临的严重威胁。热力融冰技术利用线路中流过电流产生的焦耳热使覆冰融化,是目前公认的解决架空导线覆冰问题最直接、有效、可靠的除冰技术。但仍然存在着交流融冰无功功率消耗过大,直流融冰投资成本昂贵等缺陷。随着特高压电网的建设,越来越多大截面导线的出现,研发更具实用性的融冰方法具有重要意义。与现有架空线路热力融冰技术不同,本文提出了一种内置绝缘双绞铜线加热器进行线路交流融冰的方法。双绞铜线加热器具有两个优点,一是“无感”特性,可近似为纯电阻;二是利用交流电即可进行线路融冰,无需使用直流电源从而大大降低了成本。为了进一步提高导线的传热效率,用含有高导热的氮化铝涂料填充导线内部的气隙。基于传热学原理,本文从热场和热路两个角度分析了融冰导线的内部温度场,并进行融冰导线样品的温升实验。实验结果与理论分析表明：氮化铝填充物的加入,不仅提高了导线内部的导热系数,而且增大了传热面积,明显改善导线的传热效果,使得内外层温差减小,即导线内部的最高温升降低。利用本文提出的方法进行了融冰实验,验证了该方法的可行性。从功率和温度两个角度研究氮化铝混合物的加入对融冰效率的影响。结果表明：融冰功率—定时,氮化铝混合物的加入对融冰效率的影响不明显,但会极大地降低导线内部温升,允许进一步增大融冰电流的范围。因而,在相同的内部动态稳定温升时,由于载流量的增加,氮化铝混合物的加入会明显缩短融冰时间,提高融冰效率。
【关键词】：架空线路 交流融冰 无感 温升 融冰效率
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM752
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义10-11
• 1.2 架空线路除冰技术概况11-14
• 1.2.1 机械除冰技术11
• 1.2.2 热力融冰技术11-13
• 1.2.3 其他除冰方法13-14
• 1.3 本课题的主要研究内容14-15
• 第2章 架空线路无感交流融冰方法15-23
• 2.1 双股螺旋绞线的电感15-18
• 2.1.1 双股螺旋绞线电感的计算15
• 2.1.2 双股螺旋绞线间的互感15-17
• 2.1.3 单股螺旋导线的自感17-18
• 2.2 双股螺旋绞线电感的影响因素18-19
• 2.2.1 导线间距对电感的影响18
• 2.2.2 扭绞节距系数对电感的影响18-19
• 2.3 双股螺旋绞线与单根直导线、双股直导线的电感对比19
• 2.4 双绞线加热器融冰原理19-22
• 2.4.1 普通输电线路的阻抗特性19-20
• 2.4.2 双绞线加热器的阻抗特性20-21
• 2.4.3 利用内置无感双绞线加热器进行线路融冰的方法21-22
• 2.5 本章小结22-23
• 第3章 基于温度场的融冰导线传热分析23-35
• 3.1 融冰导线内部温度场的实验研究23-26
• 3.1.1 融冰导线试样的制作23-24
• 3.1.2 温升实验方案24-25
• 3.1.3 实验结果与分析25-26
• 3.2 基于温度场的有限元分析26-31
• 3.2.1 三维温度场的数学模型26-27
• 3.2.2 有限元仿真模型的建立27-29
• 3.2.3 仿真结果与分析29-31
• 3.3 基于等效热路的传热分析31-34
• 3.3.1 热电类比法的基本原理31-32
• 3.3.2 等效热路模型的建立32-33
• 3.3.3 等效热路参数的分析33-34
• 3.4 本章小结34-35
• 第4章 恒流源作用下融冰效率分析35-50
• 4.1 最小融冰电流的计算35-37
• 4.2 融冰实验研究37-39
• 4.2.1 覆冰装置37-38
• 4.2.2 融冰实验装置与方法38
• 4.2.3 实验结果与分析38-39
• 4.3 仿真模型计算39-49
• 4.3.1 融冰的物理过程39-40
• 4.3.2 仿真模型的建立40-41
• 4.3.3 仿真计算原理41-44
• 4.3.4 融冰过程的仿真分析44-49
• 4.4 本章小结49-50
• 第5章 铜芯稳态温度下融冰效率分析50-55
• 5.1 最大融冰电流的选取50-51
• 5.2 铜芯稳态温度下的融冰时间分析51-53
• 5.3 融冰效率的提高对融冰距离的影响53-54
• 5.4 本章小结54-55
• 第6章 结论与展望55-57
• 参考文献57-61
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研工作61-62
• 致谢62

【参考文献】

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1 闫澜锋;10kV三芯电缆温度场分布特性及导体温度计算的仿真与实验研究[D];华南理工大学;2012年

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本文编号：710377