自能感应频闪式防鸟装置研制与应用
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完成单位:内蒙古蒙高电力发展有限公司
登记编号:ZSCX-D4-J-2-29
登记年份:2020
发布时间:2020-09-21
一、立项背景
超高压输电线路常见事件分别为风偏舞动、覆冰舞动、鸟害、雷击、山火、外力等,统计分析得知因鸟害引起的跳闸事件居多,内蒙古西部电力超高压电网管辖线路从建局起高达80余次,未包含其它供电220kV及以下电压等级输电线路。内蒙古超高压输电线路按要求通常每基塔安装防鸟装置为防鸟刺4个,针式防鸟器6支、风动旋转式防鸟器4支,每基塔共计14支。在鸟害重点防护区,防鸟刺数量成倍,覆盖整个横担侧。达到了一定的防鸟效果,但仍有鸟害现象发生。
二、内涵
本项目通过对目前电力系统超高压主网遭受鸟害事件进行分析,分析其鸟类特性,鸟类活动范围等,最终根据实践经验得知,鸟类夜间惧怕频闪。最终以无线取电的方式使横担侧的高亮LED发生频闪,达到了预防鸟害发生,保证电网安全运行。
三、主要做法
装置研制中通过不断在现场运行中塔位上试验,取得数据,每一环节经过认真推敲,其核心技术本文不进行赘述。
1、无线取得电能后,首先进行交流特宽电压稳压,因其电场不稳定,导致电压不稳定,所以采用了德国技术的单相全自动补偿式电力稳压装置。
2、得到了稳定的交变电压后,采用了电力电子变压器,是一种将电力电子变换器(整流器、逆变器)和高频变压器相结合,实现传统电力变压器电气量变换、能量传递以及系统隔离等基本功能的输配电装置。由于目前应用于电力系统的功率器件,无论在容量还是耐压等级方面,都较输电系统低,所以预计电力电子变压器未来在电力系统应用应首先在配电领域实现。
3、变压器得到12V电源后,经过整流变成直流供电,整流电源的原理简单,但为其稳定性,所以其电路图选择要求较高,原器件质量均属于工业级,才能真正达到直流需求电压。
4、无线取电变为直流后,选择微波雷达感应开关,其优点是隔物也有正常感应到动物和移动物体,且不受温度、温度影响,感应无死角,而且感应距离为直径16米的半球体圆。
选择此开关时电压选用DC9-26V,数量为2个,并联使用,因其超高压铁塔横担侧长度为22米,为了保证防鸟效果,故在适当位置安装2个,从而保证全塔预防。
5、购置时电压选择12V,户外式。将装置拆开,放置干燥剂。为了保证频闪装置的防振能力,在电路图周围安置绝缘胶板与泡沫,封盖时配置胶条与密封胶,上述做法,保证了冬季或雨季的正常运行。
四、原理
在安装本基塔防鸟器时,需在下一基或前一级进行永久性接地,这样保证了闭合回路的产生,使取电顺利完成。如邻近为直线塔如图6所示的方式进行接地,由于架空地线为钢绞线,档距通常为300-600米左右,钢绞线的电阻较大,从而在档距内产生了取电内阻。其中直线塔、耐张塔的接地方式均应按要求进行;遇有OPGW光缆和未含有光缆的安装方式均不同,所以在现场实际安装过程中,应按实际情况分析,才能保证装置正常运行。
五、创新亮点
创新点:无线取电技术是世界难题,而且电压稳定,但后期应继续深入研究,达到最佳效果。
六、学习借鉴之处
候鸟栖息特征、夜间鸟害机率为什么比白天机率更大、鸟类惧怕频闪等,均为多年来的经验所得,值班得大家共同学习借鉴。
七、效果对比
安装自能感应频闪防鸟装置的塔段,无需再安装防鸟刺、防鸟档板等其它装置,在内蒙古西部电网防鸟标配为14支防鸟装置,防鸟重点区域28支,每基塔装配总价为8400元以上,安装费用每基约3000元,共计11400元,而自能式感应防鸟器量产后每基塔达3000元,安装费1000元,每基塔节省7400元成本,全线按100基计算,可节省74万元左右。
八、推广应用范围
自能感应频闪式防鸟器采用了架空地线与极板的方式取电,保证了电能的供给,无需太阳能和蓄电池,维护量少,而且频闪光线较足。至今,在线路巡视中,未发现候鸟驻留,也未曾发现塔上有鸟粪。此装置可扩展功能较大,例如增加视频模块、温湿度、振动模块等,使装置更加适用。装置适合在交流超高压及以上电压等级上使用,直流及220kV及以下未进行研究试验,不能判定其取电结果。