风力发电机叶片覆冰机理及防除冰技术研究进展

在“双碳”政策下,绿色能源在能源体系中的占比越来越大。风力发电以其原料来源广、污染少、发电量大等优点成为国家重点发展的方向之一。随着风力发电的快速发展,风力发电机覆冰问题愈发凸显。为了解决这一问题,研究人员基于生物仿生学开发了具有优异防除冰性能的超疏水涂层,并广泛应用。目前,防止风机结冰最常用和最直接的方法是主动加热技术。综述了风力发电机覆冰的基本理论,介绍了覆冰产生的原因及危害,将覆冰抽象为过冷水滴在下降过程中撞击风力发电机叶片并黏附在叶片上,与叶片表面发生复杂热交换后凝结成冰的模型。概述了目前国内外常用的风力发电机防除冰方法,分析了不同被动和主动防除冰技术的优缺点。通过研究工程应用案例发现,单一的被动或主动防除冰技术存在防除冰能力有限、能耗高、效率低等问题,将不同的防除冰技术组合使用、互相补充,更能满足多样化实践需求,成为目前研究的热点和重点。在优化当前防除冰技术的基础上,采用组合防除冰技术具有良好的发展前景。

风力机叶片覆冰机理与防除冰技术研究进展

为了解决风力机叶片覆冰可能导致的叶片气动性能恶化、机组发电量损失和叶片断裂等问题,现已广泛开展了防除冰技术方面的研究.概述了风力机叶片覆冰机理、类型以及其影响因素,分析了基于运行参数与历史监测数据的风力机叶片覆冰故障诊断方法与技术.并从叶片气动特性、数学模型方法与智能数据挖掘3个方面归纳了近年来国内外风机覆冰故障预测技术及该领域的现存问题与研究热点.重点论述了风力机叶片的防除冰方法与技术及其各自的优缺点,探讨了现有的防除冰方法及应用现状、存在问题与发展趋势,并对未来高精确性与可靠性的覆冰故障诊断与预测技术、高效防除冰技术等方面的开发与利用中可能涉及的关键问题进行了总结,以期能够为湿冷地区风电场防除冰技术的发展提供借鉴和指导.

架空输电导线覆冰机理及相关预测模型现状与发展

中国是世界上电网覆冰灾害最严重的国家之一,明晰架空输电线路的覆冰机理并对覆冰情况进行准确预测对我国电网的冰灾防治有着重要的意义。基于现有的研究成果,本文详细阐述了架空输电线路覆冰机理和相关预测模型,并对这些机理和模型进行了分析与对比,总结现有研究的不足,同时指出了覆冰机理和预测模型今后的研究方向和发展趋势。

高海拔地区输电线路覆冰机理及除防冰技术研究

基于对2008年1月南方地区电网发生大面积冰灾及其严重危害的剖析,结合云南高海拔地区地形地势特征,分析输电线路覆冰形成的气象条件及不同覆冰类型的特点,重点讨论和比较四种除冰方法的特点,并提出防止输电线路覆冰的对策与措施,为提高电网的安全稳定运行、增强电网防冰及抵御自然灾害的能力提供参考。

基于接触网覆冰机理及其防冰方法研究

接触网是电气化铁路牵引网的重要组成部分,接触网覆冰是一种严寒天气时所产生的自然现象,与气候有着密切关系。若接触网大面积形成覆冰,直接影响电气化铁路的安全运行。因此,探究接触网覆冰防冰方法具有重要意义。本文首先阐述接触覆冰机理及危害,然后探讨其防冰方法。

试论电力线路覆冰机理及融冰技术

本文通过研究覆冰形成机理、影响因素,可以为防冰方法提供参考。通过阐述覆冰线路的融冰技术,给出目前各种融冰方法适用的电压等级,基于安全性等方面,对各种融冰方法进行了综合评价,结合覆冰线路融冰的工作原理和融冰时间与融冰电流上的实验,可以更好的实现融冰效果并且尽可能的节省更多能源。提出在今后的覆冰研究中,应把覆冰前的预测工作、覆冰后的融冰除冰工作放到核心位置,从而不断提高覆冰检测与预防能力、加强覆冰原理的研究,以此提升电网抵御冰灾的水平。

高海拔地区输电线路覆冰机理及除防冰技术研究

在高海拔地区,由于其自身有着特殊的地形地势,再加上恶劣的气候条件,输电线路出现覆冰灾害的现象越来越多。输电线路覆冰会严重影响整个电力系统的安全稳定运行,阻碍我国电力事业的进一步发展。针对高海拔地区出现的覆冰事故,本文进行了详细阐述,同时通过实例来对高海拔地区的输电线路覆冰机理进行了一定的分析,主要研究对象是500k V的输电线路,在此基础上提出了几种除防冰技术,重点对这几种方法的特点进行了讨论和比较,希望能够给今后高海拔地区输电线路出现的覆冰灾害带来一定的参考价值。

刍议接触网覆冰机理与在线防冰的方法

接触网之所以会覆冰,是因为寒冷的天气下,空气中的水会凝结成冰。这是一种很难避免的自然现象,而作为电气化铁路牵引网的重要组成之一,覆冰现象则会影响其安全性能。因此,对接触网覆冰机理与在线防冰的方法进行探究非常的重要。本文就接触网覆冰机理与其危害性和在线防冰的方法进行说明。

接触网覆冰机理与在线防冰方法的分析

我国交通运输事业的高速发展,促进了电气化铁路项目的开发与应用。基于电气化铁路项目建设与发展,电气化铁路在我国众多地区得到广泛应用,进一步促进了我国交通运输事业的发展。接触网作为电气化铁路牵引体系中不可或缺的存在,在电气化铁路运行过程中,其覆冰危害愈发明显。在当今高度重视交通运输安全与稳定的基础上,关于接触网防冰的研究得到人们越来越多的关注。本文通过分析接触网覆冰机理及其危害,对接触网的防冰方法进行研究,以期有效降低接触网覆冰概率,提升电气化铁路运行品质与安全性能。

防覆冰涂料及其抗结冰性能表征方法的研究进展

介绍了防覆冰材料表面的防覆冰机理,并对国内外亲水型、疏水型和弹性3大类防覆冰涂料的研究现状和优缺点进行了阐述,对涂层表面疏水性和防覆冰性的表征方法与手段进行了总结和介绍。最后,指出弹性疏水涂料将是未来防覆冰涂料领域的研究重点,另外在防覆冰涂料产品的推广应用、系统评价以及通用标准的建立方面,国内仍需要进一步优化与完善。

超疏水涂层防覆冰技术研究进展

覆冰现象时刻威胁着电力系统的安全运行,过去几十年里,研究人员采用各种措施来预防电力设备表面覆冰,但这些措施都无法从根本上解决该问题。超疏水涂层由于具有独特的微纳米结构及低表面能物质,在低温环境下,能够延缓结冰且降低表面的冰附着力。从超疏水涂层的防覆冰机理入手,重点综述国内外超疏水涂层防覆冰的实验研究现状,并将影响防覆冰性能的因素分为环境因素和基底因素,分析当前方案的局限性,同时阐述提高超疏水涂层机械鲁棒性的设计与制备方面的最新进展,最后提出超疏水涂层在电力系统应用中存在的问题以及未来的发展方向。该综述有助于研究人员建立评估超疏水涂层的防覆冰性能的试验规范,并推进超疏水涂层防覆冰技术在电力系统中的应用。

输电线路导线覆冰机理及雨凇覆冰模型分析

随着我国经济的迅速发展,为了满足人们和大型企业的用电需求,国家架设了许多输电线路,在输电线路导线越来越多的今天,由于自然环境的影响,会严重影响输电线路导线的正常工作,对此,人们需要一些应对措施来消除自然灾害对输电线路导线的影响。本文对输电线路导线覆冰机理及雨凇覆冰模型进行分析探讨。

交直流电场对雨凇覆冰特性的影响研究

雨凇会严重影响输电线路的安全运行因而受到国内外电力部门的重视,虽然对雨凇的研究有近50 a的历史,但大多数试验都未考虑带电覆冰的实际意义,也没有深入对比研究交流与直流电场对雨凇覆冰特性的影响;利用人工气候实验室模拟了不同电场类型、电场强度下的LGJ-185/25导线雨凇覆冰,研究并对比了交直流电场对雨凇形态、气泡含量,覆冰质量以及覆冰密度等参数的影响机理,结果表明:随着交直流覆冰场强的增加,雨凇冰柱形态、覆冰质量和冰密度会先增大后减小,雨凇气泡含量和粗糙度会逐渐增加;相比交流电场而言,直流场中仅雨凇冰柱的气泡含量较交流场更多,其他参数均较交流电场雨凇覆冰更小;所得结论可为探求交直流电场对雨凇覆冰特性的影响机理提供参考。

过冷水滴碰撞导线表面结冰机理的实验研究

导线覆冰是一种随机发生的自然现象,曾对电网的安全构成严重危害。目前人们对过冷水滴碰撞导线结冰过程机理认识尚不太清楚。文中对过冷水滴碰撞导线表面结冰机理进行了实验研究,通过对单一过冷水滴碰撞圆柱金属表面冻结的动态行为进行高速拍摄,揭示了该结冰过程形态特征,并从大量实验数据中分析得到了过冷水滴分别以2.2m/s和4.3m/s的速度撞击不锈钢、紫铜、铝等表面瞬时结冰边界条件的统计数据。同时还对过冷水滴流量从0.6滴/s到2.2滴/s,环境温度从-2℃～-8℃时导线覆冰增长动态过程影像及形态变化进行了研究和归纳分析。

高压输电线路覆冰问题研究

介绍了高压输电线路覆冰的形成机理、覆冰的种类及影响覆冰的因素,分析了输电线路冰害事故的成因,论述了线路覆冰所造成的主要危害,介绍了融冰技术的研究现状以及防冰除冰的主要方法,并对该项技术的应用前景进行了展望.

基于多相流理论的导线覆冰碰撞特性研究

碰撞系数是影响导线覆冰的关键因素之一,虽然已有大量经验公式来表征导线覆冰的碰撞特性,但计算结果大多与工程实际不符。目前国内外常采用拉格朗日法来研究覆冰过程的碰撞特性,但该方法计算过程复杂且缺乏通用性,因此文中提出采用欧拉法来建立冰面的碰撞模型,即基于多相流理论将含有液滴的气流看做气—液两相流动,再利用Fluent软件对不同条件的覆冰碰撞特性进行计算研究。研究表明:基于多相流的欧拉碰撞模型计算结果与试验结果较为接近;导线直径的增大会减小覆冰表面的碰撞系数;但冰面的碰撞系数随水滴直径的增大而逐渐变大;碰撞系数的大小几乎不受空气中液态水含量的影响;覆冰表面的碰撞系数和角度均随风速的增大而变大,但增大速度会逐渐趋于饱和;碰撞系数受覆冰外形影响明显,并随新月形和翼型覆冰表面质量的增加而减小。文中结论可为深入研究导线的覆冰机理提供参考。

220kV同塔双回双分裂导线防覆冰舞动的研究与设计

笔者从线路设计角度进一步定性分析了单(或双分裂)导线覆冰舞动机理,指出使用现有抑舞装置应注意的问题:单导线(地线)耐张线夹和悬垂线夹的固定导线(地线)结构使固定点附近的单导线(地线)扭转刚度很大,易形成偏心覆冰并诱发舞动,进一步扩散至档内中央;绞制的导线单丝沿线不连续覆冰使单丝应力分布不均,以致导线内部不稳借助风力发生自激震荡。将耐张串高压端直角挂板改为2付内弧U形环,实现环—环连接,使靠近杆塔的单导线能够发生一定角度的轴向扭转;将固定式悬垂线夹和固定式间隔棒夹具分别改为可轴向转动的悬垂线夹和防冰雨型360°回转式线夹,单(或双分裂)导线可绕自身反复发生一定程度的轴向扭转,促使单(或双分裂)导线覆冰均匀,破坏单(或双分裂)导线覆冰舞动的条件。双分裂导线由水平排列改为微斜形排列,改变双分裂导线"索梁"或机翼型水平结构,减少湍流效应,减弱背风侧子导线发生震动、失稳程度,破坏双分裂导线较单导线易舞动的条件;为了满足跳线(串)风偏后对杆塔的安全距离,经放样,线路转角40°以内的外侧跳线均宜加装跳线串支架,其两端设跳线伸缩节。以上"导线松绑"的防舞设计理念已应用于烟台220kV金都输电线路设计中。

高压架空输电线路覆冰问题研究

介绍高压输电线路覆冰的种类、形成机理及影响覆冰的因素,分析输电线路冰害事故的成因和线路覆冰的主要危害。阐述融冰技术的研究现状和防冰除冰的主要方法,指出存在的问题并提出改进措施,以期为预防输电线路冰灾提供参考。

降低覆冰对6kV配电网运行的危害

辽河油田兴隆台采油厂工程电力维修大队维护兴采厂29条6kV架空配电线路,线路总长598公里,612台变压器,线容量69800kVA,专供五个采油区的井、站电能。每年冬季持续雨雪冰冻天气给电网设施带来大面积覆冰,导致电杆倾斜、断线、绝缘子闪络、金具变形。而电杆和断线造成的危害最大,电力设施损坏,油井断电停产、联合站输油中断。分析配电网冰灾原因是极端天气使线路覆冰值超过了设计标准值,对冰雪灾害成因反思,提出了电网防冰害措施,提高抵御自然灾害的能力,避免出现大面积停电事故。

架空输电线路覆冰的预防与处理浅析

当架空输配电线路冰雪过多,线路导线、避雷线上出现严重覆冰时,使导线弧垂过分增大,从而造成混线或断线;当导线、避雷线上的覆冰脱落时,又会使导线、避雷线发生跳跃现象,因而引起混线事故。笔者对架空输电线路覆冰及防冰措施进行了研究。