CN101201381A - 一种对直流设备起晕电压进行相对空气密度校正的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种对直流设备的起晕电压进行相对空气密度校正的方法，(1)根据校正起晕电压与试验地电压的关系U_校正＝k·U_试验，首先测量试验地电压U_试验，其中k为修正系数；(2)建立修正系数k与相对空气密度δ的关系；(3)由当地大气压值p和当地温度t求得当地的相对空气密度δ，见式(Ⅰ)，其中p₀为标准大气压，t₀为标准室温20℃；(4)将经步骤(3)得到的相对空气密度δ值代入步骤(2)中的k＝e^1.49(1－δ)，得到修正系数k值；(5)将修正系数k值带入U_校正＝k·U_试验，得到校正起晕电压。本发明相对空气密度校正法中既包含了气压(即海拔高度)的影响，也包含了温度的影响，使得对起晕电压的校正更加准确。

Description

一种对直流设备起晕电压进行相对空气密度校正的方法

技术领域

本发明涉及一种对起晕电压的校正方法，特别是关于一种对直流设备的起晕电压进行相对空气密度校正的方法。

背景技术

电晕是电场强度超过临界值而引起带电导体周围空气突然发生电离所引起的一种发光的放电现象，其实质就是在高场强作用下带电导体表面空气发生的局部放电。导致电晕产生的外施电压定义为起晕电压。电晕特性是影响输电线路和电力设备设计的一个重要方面。在实际运行中，电晕产生的无线电干扰和可听噪声会对周围环境产生一定的影响，而电晕产生的损耗对电能也是一种浪费。因此，在输电线路和电力设备的论证和设计过程中，电晕特性都是需要着重考虑的一个因素。

随着电力工业的快速发展，我国已经投运了多条直流输电线路，±800kV直流输电工程也正在规划和建设中，这其中的有些线路都经过高海拔地区。高海拔地区由于气压降低，空气密度减小，平原地区可以满足运行要求的设备在高海拔地区就有可能产生电晕。另外，不同地区的其他气象条件，如温度、湿度等会有所差别，而这些差别都会对设备的起晕电压产生一定影响。设备在某一地区的起晕电压是气压、温度和湿度等各种因素综合作用的结果。因此，要保证设备的正常运行，就需要针对不同地区选择合适的尺寸。输电线路会途经不同地区，如何利用已有运行经验和试验室获得的试验数据，针对不同地区具体情况为设备进行合理的配置，就需要研究如何把非标准大气条件下设备的起晕电压值校正到标准大气条件下的情况。

关于起晕电压的大气状态校正目前尚无国家标准和行业标准，对高海拔地区设备起晕电压的校正，也只限于交流线路用金具和绝缘子，即电力金具标准GB/T2317.2-2000《电力金具电晕和无线电干扰试验》和绝缘子标准GB/T 775.2-2003《绝缘子试验方法第二部分：电气试验方法》。因为目前尚无针对直流设备的电晕标准，因此在实际应用中经常采用上述两个标准中的校正方法作为参考。

将不同海拔高度下设备起晕电压的试验值校正到统一的海拔高度，其计算公式为：

                      U_校正＝k·U_试验

其中k为修正系数。

GB/T 2317.2-2000《电力金具电晕和无线电干扰试验》提出当金具用于海拔高于1000m地区时，修正系数k取：

$k=\frac{1}{1.1-0.1H}$

式中H为海拔高度，单位是km。海拔1000m以下的地区试验结果不进行校正。

GB/T 775.2-2003《绝缘子试验方法第2部分：电气试验方法》提出绝缘子可见电晕试验是以海平面即海拔0m为基值的，因此试验地点不在海平面上进行时，修正系数k取：

$k=\frac{1}{1-H/10000}$

式中H为试验地点海拔高度，单位是m。

在这些方法中，都只考虑了海拔高度对起晕电压的影响，而实际上，气压、温度和湿度等各气象因素都可能对设备的起晕电压造成影响。这些因素考虑的越全面，对不同地区设备起晕情况了解就越深入。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提出一种对直流设备的起晕电压进行相对空气密度校正的方法，采用本发明方法综合考虑气压、温度等气象因素对设备起晕电压影响，使校正误差小于已有技术。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种对直流设备的起晕电压进行相对空气密度校正的方法，包括以下步骤：

(1)根据校正起晕电压与试验地电压的关系U_校正＝k·U_试验，首先测量试验地电压U_试验，其中k为修正系数；

(2)建立修正系数k与相对空气密度δ的关系；

(3)由试验地的大气压值p和当地温度t计算出试验地的相对空气密度 $\mathrm{\δ}=\frac{p}{p_0}\·\frac{(273+t_0)}{(273+t)},$ 其中p₀为标准大气压值，t₀为标准室温20℃；

(4)将经步骤(3)得到的相对空气密度δ值代入步骤(2)中的k＝e^1.49(1-δ)，得到修正系数k值；

(5)将修正系数k值带入U_校正＝k·U_试验，得到校正起晕电压。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明相对空气密度校正法中既包含了气压(即海拔高度)的影响，也包含了温度的影响，使得对起晕电压的校正更加准确。2、本发明方法是基于大量直流电压下各种设备的起晕电压试验数据，与已有标准中校正方法相比更加符合实际，也更加准确。3、采用本发明方法对不同地区各种设备的起晕电压进行校正，可把误差控制在一个较小的范围，从而为相关部门的设计和配置的选择提供更为科学的依据。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细的描述。

本发明引入相对空气密度δ，将其作为校正公式的自变量，对不同海拔高度地区各种设备的起晕电压随相对空气密度的变化进行校正。相对空气密度δ是描述气象条件的一个物理量，它的定义由下式来表示：

$\mathrm{\δ}=\frac{p}{p_0}\·\frac{(273+t_0)}{(273+t)}$

其中：p为当地大气压值，p₀为标准大气压值，p与p₀单位一致，t为当地温度值，单位是℃，t₀为20℃。

对各地设备的起晕电压进行校正时，在校正公式U_校正＝k·U_试验中修正系数k与相对空气密度δ的关系如下：

                        k＝e^1.49(1-δ)

实施例1：在对一种管母线设备进行的起晕电压校正试验中，取当地海拔为2254m，当地气压为78.8kPa，当地温度为15℃，当地试验电压为623kV，0m海拔基准起晕电压为900kV。则在GB/T 2317.2-2000校正方法中：

$k=\frac{1}{1.1-0.1*2.254}=1.14$

                U_校正1＝k·U_试验＝1.14×623＝710(kV)

在GB/T 775.2-2003校正方法中：

$k=\frac{1}{1-2254/10000}=1.29$

                U_校正2＝k·U_试验＝1.29×623＝803(kV)

在本发明校正方法中：

$\mathrm{\δ}=\frac{p}{p_0}\·\frac{(273+t_0)}{(273+t)}=\frac{78.8}{101.3}\·\frac{(273+20)}{(273+15)}=0.79$

                       k＝e^1.49(1-δ)＝1.37

                U_校正3＝k·U_试验＝1.37×623＝854(kV)

各种校正方法的优劣可以通过一种校正误差的大小来对比，其中：

这里，校正误差越小，说明校正值越接近实际情况，运用此种方法进行校正时结果越准确。

按照校正误差公式，上述三种试验方法的校正误差分别为(如表1所示)：

       表1  采用管母线设备时三种校正方法中得到的校正误差对比

实施例1说明管母线在上述三种方法下进行起晕电压校正时，采用本发明方法得到的校正误差最小，方法最好。

实施例2：采用间隔棒设备进行的起晕电压校正试验中，同样得到在三种校正方法中的校正误差(如表2所示)：

      表2  采用间隔棒设备时三种校正方法中得到的校正误差对比

实施例2说明间隔棒在上述三种方法下进行起晕电压校正时，采用本发明方法得到的校正误差较小，方法较好。

实施例3：采用屏蔽环设备进行的起晕电压校正试验中，同样得到在三种校正方法中的校正误差(如表3所示)：

       表3  采用屏蔽环设备时三种校正方法中得到的校正误差对比

实施例3说明屏蔽环在上述三种方法下进行起晕电压校正时，采用本发明方法得到的校正误差较小，方法较好。

综合实施例1、实施例2和实施例3可以得出，使用本发明方法进行校正后，校正误差比仅考虑海拔高度影响的GB/T 2317.2-2000和GB/T 775.2-2003两标准中的校正方法误差普遍要小，且综合考虑每种设备，都能使其校正误差保持在一个较小的数值。

Claims (1)

1.一种对直流设备的起晕电压进行相对空气密度校正的方法，

(1)根据校正起晕电压与试验地电压的关系U_校正＝k·U_试验，首先测量试验地电压U_试验，其中k为修正系数；

(2)建立修正系数k与相对空气密度δ的关系；

(3)由当地大气压值p和当地温度t求得当地的相对空气密度δ， $\mathrm{\δ}=\frac{p}{p_0}\·\frac{(273+t_0)}{(273+t)},$ 其中p₀为标准大气压，t₀为标准室温20℃；

(4)将经步骤(3)得到的相对空气密度δ值代入步骤(2)中的k＝e^1.49(1-δ)，得到修正系数k值；

(5)将修正系数k值带入U_校正＝k·U_试验，得到校正起晕电压。