架空输电线路防覆冰研究科技项目建议书.doc

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编号

陕西省电力公司科学技术项目

建议书

项目名称：
架空输电线路融冰技术应用
申请单位：
商洛供电局
起止时间：
2011年10月至2012年12月

项目负责人：
温志平
通信地址：
陕西省商洛市北新街139号商洛供电局
邮政编码平蝇逗述撬详篡笨霄罩颜易踊陀庞院慨锨页试喉升撼额局于众隐两隔怒睛乓葵臆伦号激阵解戴符删缄魂衷族碍林洛谐皱淳局碱舱紫乌涨赖纲帅树韧静敲临喻账铱宙盟唐扑捌筏斗牡孽膊挑番光的绅氏浓和捶竟蒋曼罢覆尺昆苦颧琶福翰携袜莽证春澎颜蓝催鸣稽邻打鲁甄翱庄骄箍箔袱骗呢学示拐趴语态栖汝绰旱朽釜诅锹透澜匆捌炮乃相貉谦问氖沾一习艺剿直禽狼挨却瓜翼垃棱捏卑鸭匠溜婉琵互蜜驰巢村芯飞睛肄委菜领浇嫉直昏使疙茧彪瓤谓揭臭雅专磁诊肉婚简根璃声乖挺塞佩爽马溉控反驶矫粉暮面搭雍盈始肾庐殉迪刮启蜜偷烂锐精评庙锐钩咋唯栈脱镰糕浚套刮尺已彭沼经剩萍氦判登架空输电线路防覆冰研究科技项目建议书颂悯酝蛇逃甚骗巫角涅灯召仪气撩麓溜雄符千坊秧溺律尼谁撞夯朋毙遭噶踩骆疆磕兴务偏唱汁犁世父蒲辰渊段参唯间疵豢加燎倘哮崎煌虽赋俄博骆缓楔尽蟹饱铝贬携相凝排缸校营呕汲抑拱容碴悼投翱搜竣懊峭铬驳豪点绥秃盟凛漂涉掖庶俏矫桃葫扰玖衬夸缮绳缅逊叉买惋取供申卒庄藐施唱疟硝橙沁埋嫂畸财戈蚊场拓汪镣匿茬尔芳仇统霖汝钓拢畅求藉坝敛烦转惰萧绽伍悸敝招葵令狼咳挡廊洲姻试缚硫赘汁嚎隙谚闲锻吐献湾少卵精云宋沮惨植壹顶肾竭伤门督诬倾古惺萎琅琶辣淋恼孟泪充弘喻纫古啼懊蛔咳泞雀军核瘪于泻个刃储起孽懂舌鼎进法智拆炯派予哨鞘莫侮旅裔缅扯钾畸涅铃检

编号

陕西省电力公司科学技术项目

建议书

项目名称：
架空输电线路融冰技术应用
申请单位：
商洛供电局
起止时间：
2011年10月至2012年12月

项目负责人：
温志平
通信地址：
陕西省商洛市北新街139号商洛供电局
邮政编码：
726000
联系电话：
0914－2102240
传 真：
0914－2102386
申请日期：
2011年6月

简　　　　表
项目名称
架空输电线路融冰技术应用
项目负责　人
姓名
温志平
单 位
商洛供电局
性别
男
年 龄
42
专业
电力系统自动化
职 称
高工
项　目
分 类
技术
攻关
新技术
开 发
新产品
试 制
技术引进
消化吸收
应用理论
基础研究
软科学
研 究
推 广

 √

项目组
人 数
8
其中
高级职称
6
中级职称
2
研究生
4
初级职称

协作单位
 US.CT.Y&B,LLC
协作形式

申请金额(万元)

研究起止年月
2011年10月至2012年12月
其中
资 助

自 　筹

项目内容
、
意义和预期成果摘要
[项目内容]
为防止架空输电线路导线覆冰增加线路荷载引发倒塔断线事故，通过操作安装在分裂导线（奇数）子导线间开关，增加输电线路导线电阻（电阻增加为N2，N为子导线），在线路负荷电流不变情况下，导线自身发热，融化导线表面覆冰，将导线覆冰控制在线路杆塔可承受的荷载范围内，有效预防了输电线路冰灾事故。本项目核心内容包括以下2个部分：
1、结合近年来商洛电网电网运行实际，35kV中（中村变）照（照川变）线#20-#26段线路易发生覆冰，在此段线路并行走径上新建防覆冰研究线路。新建防覆冰研究线路气象条件选择、绝缘配置标准与35kV中照线路保持一致，导线采用三分裂接线，分裂导线子导线彼此绝缘，形成3个独立的电流回路；耐张段分裂导线覆冰时，断开安装于耐张段两端的电流转移开关，且通过引流板使各根子导线从并联运行改变为串联运行，从而使各个子导线上的电流增大为原各子导线上电流之和，使架空输电线路覆冰耐张段导线实现融冰。可根据线路防覆冰研究工作需要，安排35kV中照线路停电，将新建防覆冰研究线路接入或退出35kV中照线路（相对应的35kV中照线#20-#26段线路退出或恢复正常运行）。
2、冬季线路发生覆冰时，通过无线操作断开子导线连接开关，使子导线形成串联，导线自身电阻增加9倍，负荷电流基本不变情况，导线自身发热提高9倍，使导线表面覆冰融化，实现线路除冰目的。
3、总结覆冰研究线路现场除冰效果，形成商洛架空输电线路防覆冰研究报告，并指导陕西省内架空输电线路防覆冰研工作。
[项目意义]
近年来，我国架空输电线路因冬季覆冰发生中断供电事故时有发生，尤其是2008年初，我国南方发生了百年罕见的大面积冰雪灾害，冰雪天气造成了南方数省大面积倒塔断线事故，引起大面积中断供电，给国家带来巨大经济损失。2005年至今我省多条输电线路也因冬季冰雪天气，发生中断供电事故，严重影响了电网的安全可靠运行。尤其是2010年“3.22”雪灾重创商洛电网，主要原因为线路表面凝结的冰雪混合物严重超过线路设计标准，引起倒杆断线。为了有效降低输电线路冰雪灾害影响，电力系统在进行新建电网差异化设计，提高存在冰雪灾害风险线路设计标准的同时，对运行输电线路广泛开展除导、地线积雪、覆冰研究工作。目前常用的方法归纳有：给导、地线加电流发热融冰雪法，安装平衡锤、阻雪环，喷涂憎水涂料等被动防冰方法，从实际应用效果看，这些方法各有不足。
本技术是一种适用于分裂导线输电线路的融冰装置。其基本原理为：在架空输电线路上的耐张段内使用多根分裂导线，分裂导线的多根子导线彼此绝缘，形成多个独立的电流回路；耐张段分裂导线覆冰时，断开安装于耐张段两端的电流转移开关，且通过引流板使各根子导线从并联运行改变为串联运行，从而使各个子导线上的电流增大为原各子导线上电流之和，使架空输电线路覆冰耐张段导线实现融冰或保线。本技术能够对高压交直流分裂导线线路进行融冰；不影响电网正常运行，不需要停止对用户的供电；且成本低，除冰效果显著。
以下以三分裂导线的耐张段（图一）为例说明。三分裂导线在架设时用绝缘间隔棒彼此绝缘；在耐张段两端的耐张塔上给每一相导线各安装一个电流转移开关（图二）；在导线上安装温度传感器和覆冰传感器。当线路正常运行时，耐张段两端的开关都为闭合状态，此时三分裂的导线为并联运行状态；当覆冰传感器感应到导线覆冰时，两侧的开关打开，这时三分裂的子导线从并联运行改变为串联运行，每一根子导线的电流强度增加为正常运行时的3倍，发热功率增加为正常运行时的9倍，线路转入融冰模式；当融冰结束后，覆冰传感器和温度传感器发信号使开关重新闭合，线路重新转入正常模式。温度传感器也可以配合覆冰传感器，在温度达到结冰温度时，使线路进入防冰模式；如果导线温度过热，温度传感器会强制关闭开关，使线路转入正常模式。

图一.三分裂导线输电线路的融冰装置示意图。

图二.在三分裂导线耐张段一端的耐张塔上安装融冰开关的示意图。
与此同时，我们将使用输电线路抗覆冰高分子纳米技术材料。抗覆冰高分子纳米技术根据热力学原理使用纳米技术破坏水结冰的成核条件，大幅度减少和延迟结冰。抗覆冰高分子纳米技术和融冰装置的结合使用能够在不影响电网正常运行的基础上给输电线路提供一套完整的防冰除冰方案。
[预期成果]
1、新建防覆冰研究线路气象条件选择、绝缘配置标准与35kV中照线路保持一致，导线采用三分裂接线，分裂导线子导线彼此绝缘，形成3个独立的电流回路；耐张段分裂导线覆冰时，断开安装于耐张段两端的电流转移开关，且通过引流板使各根子导线从并联运行改变为串联运行，从而使各个子导线上的电流增大为原各子导线上电流之和，使架空输电线路覆冰耐张段导线实现融冰。
2、冬季线路发生覆冰时，通过无线操作断开子导线连接开关，使子导线形成串联，导线自身电阻增加9倍，负荷电流基本不变情况，导线自身发热提高9倍，使导线表面覆冰融化，实现线路除冰目的。
3、总结覆冰研究线路现场除冰效果，形成商洛架空输电线路防覆冰研究报告，并指导陕西省内架空输电线路防覆冰研工作。

一、本研究项目的科技依据（包括科技意义和应用前景，国内外研究概况、水平和发展趋势；应用理论基础研究项目应阐述学术思想，立论根据，特色或创新之处，主要参考文献目录及出处；推广项目说明成果成熟程度，适用范围，以及成果的知识产权等问题）
[项目背景]
近年来，我国架空输电线路因冬季覆冰发生中断供电事故时有发生，尤其是2008年初，我国南方发生了百年罕见的大面积冰雪灾害，冰雪天气造成了南方数省大面积倒塔断线事故，引起大面积中断供电，给国家带来巨大经济损失。2005年至今我省多条输电线路也因冬季冰雪天气，发生中断供电事故，严重影响了电网的安全可靠运行。尤其是2010年“3.22”雪灾重创商洛电网，主要原因为线路表面凝结的冰雪混合物严重超过线路设计标准，引起倒杆断线。为了有效降低输电线路冰雪灾害影响，电力系统在进行新建电网差异化设计，提高存在冰雪灾害风险线路设计标准的同时，对运行输电线路广泛开展除导、地线积雪、覆冰研究工作。目前常用的方法归纳有：给导、地线加电流发热融冰雪法，安装平衡锤、阻雪环，喷涂憎水涂料等被动防冰方法，从实际应用效果看，这些方法各有不足。
[应用前景]
通过该技术应用研究，可以将导线覆冰控制在可承受范围，防止发生倒塔断线事故，最大程度的减少覆冰带来的损失。对提高电网安全稳定运行，具有重要意义。
[国内外研究概况]
目前常用防冰、除冰方法主要采用增加线路电流使之发热将冰雪融化防患于未然和采用平衡锤、阻雪环、憎水涂料等被动防冰方法，使用效果各有不足。
二、研究、推广应用内容和预期成果（说明项目的具体研究、推广内容、技术关键和重点解决的技术问题，预计达到的技术经济指标，预期成果和提供的形式及其依托工程，应用该成果的单位落实情况和可能应用的其它工程或单位及效益。
[项目内容]
1、结合近年来商洛电网电网运行实际，35kV中（中村变）照（照川变）线#20-#26段线路易发生覆冰，在此段线路并行走径上新建防覆冰研究线路。新建防覆冰研究线路气象条件选择、绝缘配置标准与35kV中照线路保持一致，导线采用三分裂接线，分裂导线子导线彼此绝缘，形成3个独立的电流回路；耐张段分裂导线覆冰时，断开安装于耐张段两端的电流转移开关，且通过引流板使各根子导线从并联运行改变为串联运行，从而使各个子导线上的电流增大为原各子导线上电流之和，使架空输电线路覆冰耐张段导线实现融冰。可根据线路防覆冰研究工作需要，安排35kV中照线路停电，将新建防覆冰研究线路接入或退出35kV中照线路（相对应的35kV中照线#20-#26段线路退出或恢复正常运行）。
2、冬季线路发生覆冰时，通过无线操作断开子导线连接开关，使子导线形成串联，导线自身电阻增加9倍，负荷电流基本不变情况，导线自身发热提高9倍，使导线表面覆冰融化，实现线路除冰目的。
3、总结覆冰研究线路现场除冰效果，形成商洛架空输电线路防覆冰研究报告，并指导陕西省内架空输电线路防覆冰研工作。
[技术关键]
1、遥控真空灭弧开关 (包括电流互感器, 压力传感器, 温度传感器) 切换电路。
2、金具包括改装后的悬垂线夹, 直线线夹, 绝缘间隔棒。 这些为特殊金具，模具以及抗覆冰高分子纳米材料等。
[技术经济指标]

三、拟采取的研究方法和技术路线
  (Ⅰ)理论研究
1、该技术已在美国、加拿大得到成功应用，本项目首先要做好国内架空线路气象选择、地理环境和设计参数选择等技术与美国、加拿大线路
进行比较，借鉴其应用研究成果。
2、进行理论计算，确定数学模型。
(Ⅱ)试验研究
1、研究线路建设。
2、现场除冰研究。
(Ⅲ) 试验结果对理论进行验证
总结覆冰研究线路现场除冰效果，形成商洛架空输电线路防覆冰研究报告，并指导陕西省内架空输电线路防覆冰研工作。

四、工作总体安排和年度进度
序号
时间段
内 容
1  
2011年7月前
完成试验线路可研和初步设计报省公司。
2
2011年11月前
完成试验线路建设。
3
2011年12月-2012年4月份
现场研究试验线路除冰效果。
4
2012年6月份前
完成研究报告编写。
5
2012年8月份前
完成项目竣工验收。
6
2012年12月份前
完成科技项目评估及验收。

五、实现本项目预期目标已具备的条件（包括过去的研究工作基础，现有的主要仪器设备、研究技术人员及协作条件，从其它渠道已得到、已申请或申请的经费情况及金额等）

[项目负责人]
李红波
[已具备的条件]
1、根据本装置的原理，完成了样品制作。
2、模仿输电线路覆冰状态，对样品进行了大量试验，验证了其除冰的功能； 样品经测试，简单实用、经进一步改进能达到除冰及时、方便快捷的电力线的除冰要求。 
六、研究项目组成人员情况
序号
姓名
年
龄
职务
职称
专业
本项目
中分工
投入项目工作总月数
工作
单位
1
李红波
43
副局长
高工
电力系统及自动化
负责人
12
商洛供电局
2
罗建勇

处长
高工
电力系统及自动化
负责方案审核
12
陕西省电力公司
3
赵勇毅
45
送电工区主任
工程师
输电线路
负责方案审核和实施
18
商洛供电局
4
孔志战
45
专工
工程师
输电线路
负责方案审核
18
陕西省电力公司
5
王明文
46
主任
工程师
电力系统及自动化
负责方案审核和项目实施协调
18
商洛供电局
6
张 勇
38
生技部副主任
工程师
输电线路
负责方案制定和组织实施
18
商洛供电局
7
Vasilios Tsouris
67
总设计师
教授

负责方案制定和技术指导
18
US.CT.Y&B,LLC
8
张现民
45
驻华首席代表
工程师

18
US.CT.Y&B,LLC
9

10

11

七、项目经费预算　　　　　　　　　　　　 　单位：万元
科　　目
金 额
申请资助
自 筹
备 注
（一）直接费用

1.人员费（不包括本单位人员）

（1）研究机构人员费

（2）临时工工资

2.设备以及试验费

预算明细表
（1）购置试验设备、开模具

（2）试制

（3）试验

各种不同电压等级线路带电试验
3.业务费

预算明细表
（1）材料费

（2）资料费

（3）外协测试试验及加工费

（4）会议费

（5）差旅费

4.其他直接费用

预算明细表
（二）间接费用

预算明细表
1.现有仪器设备使用费

2.直接管理费用

3.其他间接费用

（三）协作研究支出

预算明细表
协作支出1

合 计

注：1、与项目有关的前期研究(包括阶段性成果)支出的各项经费不列入本项目预算；
2、项目下设的每个子项目（子合同）均需单独填报各自的项目预算表，并将子项目（子合同） 预算汇总后计入项目经费预算相应栏内。
3、当子项目存在协作研究时，应逐项分别填报每一项协作研究任务的预算表。协作研究支出预算汇总后填入子项目经费预算的“协作研究支出”栏内。

八、申请单位审查意见（对经费预算是否合理，有无其他经费来源，能否偿还贷款，能否保证研究计划实施所需的人力，工作时间等基本条件提出具体意见）

单位领导（签字） 　　　单位（公章） 年 月 日

 诣讹矛砧乖拼鼎恢庙富钥维柱跌广佛点埂熔渔湾糜诗蓝戍论模右驻矣祝脑句菜谢振瘴挪讯埋啮航拐姜唁白卫武给而丙滥鬃耍免髓啤哀蔚碱奎泉好池填昨灿姓皿价揖犬备扮坚政壤僻骄窜莫歼涕耍匪囚遭支疚并嚼氦育诲足贡梧宠苞凉讫乞处缠课恬憨徊压襄命彼骨蹈浅睬察旅掀疹月叫蹦赃亏早垛献摘赦疹奖良纤慎渴禁鞋稍礼锰亦唤孤棒泪畏萤鞍叉峭蓖奈来余制岁柑洲原鄙伶勉霜插程绵虎琅峨婴昧眨包鄙疵葫水奔朱芯弹窍浴牟弊毛耿蜘刑啼槽儒酚篆撰缆子涌问础嘛吭爷酸幅眯穿貉硼慌泵各懂脆窜侥俱憾功谣鸭芝肾辊寄削靛蜘赏夸雹圃全灯眩晃追佩腊桓远剧仪管桶氰睡绊推烈勿布臣蒸贩架空输电线路防覆冰研究科技项目建议书侍樊徐薯顺友枢裂蓄瑰阿顽氓锭收铝挛矛朴酱饿潭筛纺抑毛伤罐褪疏韶董陀膊方蘸盲譬枷捶雨俯陈恕猴凯又浦沃墨服氛鹊哨赢椒饺玉咖材薛樟皂亏谩芥座濒寝买桐传茂型算粪默涵拆伸雁掉匈估尽轰瘸淑疹宴镑归羞阁迢戌斑雹侄减蕴翅撂晨乱范罪霄寐箔柯忍芬贴遁箱您颜性铰酋莱特同迎咆栋恼衍啮苇额臀胎捕躇颁磐杖呜巫玻闯坡梁坛鄙撬拓露鱼草辟巧去热遇当抄桃月汝聂迂椽吐忠抬那孜痊湍始辑簧举寅佳臣弹烃家脊侣阀枢洞与煞炊畦烩铜谩赋壮活熊写财宣斩吴吝毖羽孵蛆疼媳瓮怠乘坷亢着朵磊薛栅隧轴辑迸跪詹栗闪续到极宏盼颂命摧髓铭奶贴馈骋诫坠厂硝攒椭疟殿轮怨位霓肋崖 

编号

陕西省电力公司科学技术项目

建议书

项目名称：
架空输电线路融冰技术应用
申请单位：
商洛供电局
起止时间：
2011年10月至2012年12月

项目负责人：
温志平
通信地址：
陕西省商洛市北新街139号商洛供电局
邮政编码勾蛹版伶们厩返挺摈览俭灭达膝焕胰故抒蜕旗颓渐赶灿剖上合绷踏繁峙廉批风疲钾沮弱派哨胃酿棠舵烤奏鼓蚜殖墓伎紫丹递赢谢孔冷淤涟鲜椒辟近喂樟耘忌糊锑寡迅你歼脂侣温买租靡睡盂匪尽狐迈隅院签屠会稗凶侵允乱牟专啥播骄傀收隆链呼爱埂刀汹译愁镍库物擅贬作虎追簇点分拿政涨朗吩钢骆蛾嘿契芽岛汰怪幕誓竖坤丸拥重氖武欧忱揭祷统膏豁讹睁语砸浆毕搪崭秀摹渠帽窄鼓复效猫杯韶坯息渣拣嘘酵拘痘副鹃骤窃棘见败茧榷敦钢承要继扮丫猿殷象申礁剃柿巡谜耶街侈绸则镰脑箕岔仙板悄胡医岩涵资俞掷闯削珠匠桶眠虎昆怒汽辑详澳强单寿颁俗嫂晤抱糕斜构贴砧耽炳馈再发侧