三峡大学开题报告

毕业设计（论文）开题报告题目万龙Ⅱ回500kV输电线路覆冰事故分析及预防性措施研究学生姓名学号专业输电线路工程班级20101484指导教师评阅教师完成日期2013年12月23日101万龙Ⅱ回500kV输电线路覆冰事故分析及预防性措施研究学生：指导教师：罗朝祥（三峡大学电气与新能源学院）1课题来源本课题为万龙Ⅱ回500kV输电线路覆冰事故分析及预防性措施研究，课题，通过查阅与专业相关的资料及文献，并根据自己所学的专业知识以及与导师进行讨论确定论文题目。2研究的目的和意义2.1减少覆冰事故，提供供电可靠性对于天气寒冷而又多雨的中原地区来说，输电线路导线覆冰严重影响着输电线路的安全运行，覆冰也给安全生产方面带来了严重危害，并加大了输电线路运行维护的工作量，增加了企业成本；同时也反映出输电线路抗自然灾害的能力比较薄弱。因此有效地避免和防止冰灾对输电线路造成的危害，是电力企业必须面对的新的课题。只有多措并举，才能积极有效地防治输电线路导线覆冰带来的危害。2.2通过万龙Ⅱ回覆冰事故研究，为预防性措施提供依据。经过重冰区的输电线路研究，对这个地区的地形特点，线路走廊的选择，绝缘子串的选择，提供了可靠地依据。2.3完善和发展覆冰事故的理论研究重庆地区覆冰灾害气候对电力输电线路的破坏是很大的，通过进行技术经济比较并结合已有的运行经验，综合采用以上的技术改造方案对重冰区、微地形、微气候区域的架空输电线路进行改造，可以提高输电线路抗覆冰灾害的能力，从而提高电网安全稳定可靠运行的水平。3国内外的研究现状和发展趋势3.1地区不同研究侧重点有差别102国外俄、加、美、日、英、芬兰和冰岛等长期观测和研究探索输电线路导线覆冰的机理、导线冰风荷载的计算等,取得了大量成果。我国受大气候和微地形、微气象条件的影响,冰灾事故频繁发生,各设计、科研及运行单位进行了大量的研究工作,取得了许多卓有成效的成果。对国内外输电线路导线覆冰的研究现状作了详尽的阐述,并指出今后研究工作的重点。3.2未来的发展线路导线覆冰机理、模型,覆冰导线舞动机理和输电线路防、除冰技术是当前国内外研究重点;导线覆冰为一热力学及流体力学问题,影响因素很多;研究重点应建立更准确的模型来描述覆冰机理,研制更加有效节能的防、除冰技术及装置。4研究的主要内容及设计成果的应用价值4.1覆冰事故的分析覆冰事故的成因有很多，通过对本次覆冰事故的观测和分析，郴州输电线路覆冰事故主要由地形气候、覆冰厚度、导线舞动和不平衡张力等原因造成。4.1.1地形及气候原因龙泉县地处南岭山脉北麓，地形为南高北低，三面环山，北部开口，形成Ｕ字状地形，山系中峰最高海拔2046m，每年北下的冷空气和南上的暖湿气流，都会在南岭北麓的龙泉县一带交汇，形成南岭静止峰，进而形成灾难性的雨雪冰冻天气。同时，湖北又是我国南北冰雪气候分界线，长江水系和珠江水系分水岭，极易形成雪淞。这样多种因素共同作用，造成了这次严重的冰雪灾害。２００８年２月的南岭静止峰持续时间达到了破纪录的二十多天。这种连绵雨雪的天气持续时间较长，使得覆冰迅速形成并持续增长。覆冰的厚度不断增加，增厚的速度也加快了，最终导致覆冰。4.1.2实际覆冰值远大于输电线路设计抗冰厚度长在此次冰灾中，许多线路的覆冰厚达60mm甚至多于100mm，有些覆冰较为严重的风口地区覆冰厚度约200mm，已远远高于电网覆冰设计标准(一般不超过15mm)，这样严重覆冰引起的过载荷使导线、金具和铁塔的重量不断增加，直至造成导线、地线断裂，金具、支持物损坏。导线覆冰超过设计抗冰厚度后质量、风压面积增加而导致机械故障和电气方面的事故’21。另外，一般铁塔可以承受约20t的拉力，但是导线积雪结冰，拉力不断加大，铁塔就会因为无法承。受拉力而产生拉扭曲、拉断裂或拉倾斜；当遭遇这样严重覆冰时，覆冰事故就很容易发生。1034.1.3输电线路舞动的影响由于地形原因形成的U字状山谷风口，使得风从北面持续吹向不均匀覆冰的导线，不均匀覆冰或冰、风荷载的作用使导线产生自激振荡和低频率的舞动。低频率舞动的大惯性作用加之铁塔与线路形成的体系耦合振动，易使铁塔发生真振动疲劳损伤和极端条件下的动力失稳，造成金具损坏、导线断股断线和杆塔倾斜或倒塌等机械及电气事故。4.1.4不均匀覆冰、断线等引起的不平衡张力相邻档不均匀覆冰严重会使得导线发生断裂，绝缘子串发生大的偏转。导线、地线断裂，金具损坏，不均匀覆冰引起的不平衡张力最终会使得输电杆塔特别是转角塔与终端塔发生扭转或倒塌的现象。当一座电力塔被毁坏后，与其相邻的电力塔受力失去平衡，引起多米诺骨牌效应，导致相邻铁塔又被扭转或拉倒，这样的连锁反应在塔线体系中不断加强，造成大范围舞动事件。4.1.5应对经验的匮乏针对湖北，重庆电网所处特殊的地理位置和气候特征，输电线路的覆冰、融冰工作必不可少，尽管龙泉电力部门采取“避、抗、融、改、防”等措施加以防冰，并在刚开始出现覆冰即积极采取融冰和除冰措施。但防冻融冰体系还不够完善，地方政府仍缺乏相应应对经验，没有国家级的雪灾专项预案。不能实现在线监测及做出应对处理方案同样也是大范围线路舞动、倒塔事故的原因。4.1.5电网运行可靠性不高北电网之间的连接相对薄弱，抗风险能力及供电可靠性较差。一旦某些重冰区的输电线路发生冰害事故，没有后备线路进行持续供电。同时绝缘子闪络等问题造成输电线路跳闸事故发生，输电线路退出运行既加速了覆冰厚度的增长，又给除冰融冰带来困难。这样使得覆冰舞动的范围逐步加大，直至电力设备毁坏、电网解列。4.2预防措施的研究1976年，我国提出了防止重冰区覆冰事故的“避、抗、融、改、防”5项基本措施。根据龙泉县的现状和经验，对覆冰事故防治措施作出以下分析：(1)在新建线路时，要充分掌握该地区的冰雪情况，仔细研究输电走廊的微气候和微地形，尽量避开重冰区，无法避开时，应在重冰区采取抗冰设计¨】。龙泉地貌山系水系较多，冬季温度在零度以下，容易产生雨凇覆冰。而在高寒山区避冰的方法又难于实施，只能对重冰地区“避重就轻”，认真分析线路走向，在电网设计上采取差异化的设计，并进一步采取抗冰措施或对线路进行改造。(2)近三年的两次“五十年一遇”的特大冰灾事故表明：“避、抗、融”的措施对于104龙泉县这样的重灾区已不能迅速有效地控制覆冰雪灾害。冰灾带来的毁损事故是由于冰灾远远超过了郴州电力电网设施“三十年一遇”的抗冰设计标准，使得抗冰融冰技术措施无济于事。因此对于郴州等重灾区电网的设计标准还有待于进一步提升，部分铁塔的抗冰标准也有待于进一步的提高。(3)在防冻融冰的技术措施方面，湖北省电力部门针对电网的特点，编写了线路的融冰方案，基本上做到条条线路有方案M1，但却忽略了从电网的整体上考虑。目前我国电网投资滞后于电源投资，电网之间的连接相对薄弱，抗风险能力较差。针对这种情况，更应该在电力系统规划上作出适当的调整，增加系统规划的投资，优化电力系统的结构与设计，加强不同电压等级电网的关联性，增强电网的安全性与稳定性。(4)在严重覆冰区建立观冰站，并增加值班组和人员进行定期现场巡视，但这种措施并不完善，且不能实现实时监测。目前已有输电线路导线覆冰及舞动在线监测系统可取代观冰站掌握输电沿线气象条件并能将覆冰事故消除在萌芽状态∞1。此外还应该进～步完善电力应急机制，及时掌握导线铁塔等的结冰状况，积极开展遥测、遥控和遥信系统的研究，从而提高供电设备运行的可靠性。4.3应用价值通过课题的研究与实践，全面了解本课题为万龙Ⅱ回500kV输电线路覆冰事故原因，为预防性措施提供依据。通过课题的研究与实践，探索并总结预防覆冰改进措施，完善和发展覆冰事故的理论研究。通过课题的研究与实践，探索类似地区，为以后的事故抢救提供经验，减少覆冰事故，提供供电可靠性。通过课题的研究与实践，开发出具有应用价值的高科技除冰方法提供可靠依据。5工作的主要阶段、进度（1）2013年秋季学期第11周前教学办将毕业设计（论文）任务书盖章后返给指导教师，指导教师与毕业生见面，下发任务书并布置毕业设计（论文）任务（2）2013年秋季学期第12~21周阅读指定的参考资料及文献（包括10万个印刷符号外文资料），基本完成开题报告、外文翻译等任务。（3）2014年春季学期第3周105进一步修订完善开题报告、外文翻译，使其在内容及格式上符合毕业设计（论文）规范要求。（4）2014年春季学期第10周学生提交毕业设计（论文）中期报告，按要求填写过程控制表。（5）2014年春季学期第13周学生应提交毕业设计（论文）成果说明书。及3000汉字的小论文（6）2014年春季学期第14周评阅教师批阅毕业设计（论文）成果，按百分制计成绩。（7）2011年春季学期第15周毕业答辩。6最终目标及完成时间完成外文翻译和开题报告两项成果，达到格式正确，内容完整目标。完成时间：第14周完成毕业设计（论文）中期报告成果，达到格式正确，内容完整目标。完成时间：第10周完成毕业设计（论文）成果说明书成果，达到格式正确，内容完整目标。完成时间：第13周完成毕业设计（论文）成果，达到格式正确，内容完整目标。完成时间：第14周完成答辩，获得优秀毕业设计。完成时间：第15周7现有条件及必须采取的措施现有officeAutocad软件，专业知识副教授一名，可以完成万龙Ⅱ回500kV输电线路覆冰事故分析及预防性措施研究研究与设计。8协助单位及要解决的主要问题本课题的完成应解决万龙Ⅱ回500kV输电线路覆冰事故具体数据资料，以及相关专业知识问题，需要得到三峡大学电气与新能源学院单位的大力支持和帮助。106参考文献［1］邹建华，黄伟.湖北宜昌地区线路覆冰分析及对策.湖北电力.2009（12）［2］陈家斌等.电力架空线路运行维护与带电作业.北京：中国水力水电出版社.2006［3］朱辉青.微气象、地形区域输电线路覆冰厚度设计研究.湖北电力.2006（12）［4］李鹏.750KV交流输电线路覆冰区绝缘设计.电力设备.2007（03）［5］胡毅.输电线路运行故障分析与防治.北京：中国电力出版社.2007［6］张建利等.广东省清远地区高压输电线路覆冰调查分析.广东输电与变压技术.2009［7］李政敏，庚振平，胡琰锋.输电线路覆冰的危害及防护.电瓷避雷器.2006（04）［8］王瑾.架空输电线路覆冰危害及防冰的措施.陕西电力.2008（07）［9］张建华等.2008年南方大冰灾后送电线路覆冰设计初探.电力勘测设计.2009（06）［10］曹岚.输电线路覆冰影响及除冰技术综述.浙江电力.2008（08）［11］阳林等.输电线路覆冰与导线温度和微气象参数关联分析.高电压技术.2010（03）［12］张勇平等，沽太500KV双回线路覆冰舞动故障分析.中国电力.2010（03）［13］蔡文彪.500KV输电线路覆冰舞动跳闸原因及对策.东北电力技术.2009（12）［14］欧阳丽莎等.1000KV特高压输电线路覆冰区的研究与划分.高压电器.2010（05）［15］魏长喜.110KV线路覆冰防范措施及对策.四川电力技术.2010（06）［16］赵芳良，马芳.输电线路覆冰原因分析及对策研究.电力安全技术.2010（06）