CN106291284A - 交流线路金具起晕电压模拟试验用高度修正系数确定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于确定交流线路中电力金具起晕电压模拟试验的高度修正系数的方法，包括：分别对不同的电力金具进行电晕试验，以获得不同的电力金具在不同离地高度下的电晕起始电压；根据上述不同的电力金具的电晕起始电压分别确定不同的电力金具的电晕起始电压特性曲线；分别计算不同的电力金具在不同离地高度下电晕起始电压的修正值；将不同的电力金具的修正值分别进行数据回归分析，分别得到高度修正函数和不同的电力金具对应的初始系数a_i和初始指数系数b_i；以及对上述不同的电力金具所对应的初始系数a_i和初始指数系数b_i分别取算术平均值得到系数a和指数系数b，并根据高度修正函数确定电力金具起晕电压的高度修正系数。

Description

交流线路金具起晕电压模拟试验用高度修正系数确定方法

技术领域

本发明涉及电力领域，并且更具体地，涉及一种交流线路金具起晕电压模拟试验用高度修正系数确定方法。

背景技术

在高压输电线路中，导线和电力金具都会出现电晕放电的现象。电晕通过电磁波的形式直接辐射，对周围环境造成干扰，主要是消耗电能、产生可听噪声和无线电干扰，降低安全和可靠性。电力金具在电网运行中产生的电磁环境问题越来越受到关注，需要对金具进行电晕试验，检测是否满足电网运行的要求。

在电力金具的电晕试验中，试品的组装和布置应根据金具组装图纸来进行，模拟导线和模拟横担应垂直布置，同时为了力求接近实际线路的布置与高度，应采取适当的屏蔽措施以消除其它部位产生的电晕对试品的影响。在对电晕放电现象进行观测时能够用肉眼、望远镜和紫外成像仪。

由于输变电工程金具种类繁多，结构多样，模拟试验中试品的布置方式各异，而且随着电压等级的提高，大吨位的输变电工程金具越来越受到关注并被大范围的应用。针对当前现有试验设备、场地等客观因素的限制，电力设备金具在进行电晕试验时无法装配成与实际线路同等高度的试验条件，只能依赖于试验场地现有的条件进行模拟工况运行，试验结果根据标准规定的固定悬挂高度参数进行修正。

因此，提出一种适用于模拟试验下的高度修正系数确定方法，以500kV输电线路金具为说明对象，根据不同离地高度下的试验结果来确定高度修正系数。

发明内容

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种用于确定交流线路金具起晕电压模拟试验的高度修正系数的方法，所述方法包括：

分别对不同的电力金具进行电晕试验，以获得不同的电力金具在不同离地高度下的电晕起始电压；

根据上述不同的电力金具在不同离地高度下的电晕起始电压分别确定不同的电力金具的电晕起始电压特性曲线；

分别计算不同的电力金具在不同离地高度下电晕起始电压的修正值；

将不同的电力金具在不同离地高度下电晕起始电压的修正值分别进行数据回归分析，分别得到高度修正函数和不同的电力金具对应的初始系数a_i和初始指数系数b_i；以及

对上述不同的电力金具所对应的初始系数a_i和初始指数系数b_i分别取算术平均值得到系数a和指数系数b，并根据高度修正函数确定电力金具起晕电压的高度修正系数。

优选地，其中所述不同的电力金具包括：耐张屏蔽环、间隔棒、防振锤和悬垂线夹。

优选地，其中分别通过不同的电力金具在不同离地高度下的电晕起始电压除以不同的电力金具所对应的参考值，计算所述不同的电力金具在不同离地高度下电晕起始电压的修正值。

优选地，其中将所述不同的电力金具在不同离地高度下电晕起始电压的修正值分别通过MATLAB软件进行数据回归分析。

优选地，其中所述高度修正函数为

$k_h=a_i\×e^{b_{i}h}$

其中，k_h为高度修正系数；h为离地高度，单位为米；a_i为第i种电力金具所对应的初始系数；以及b_i为第i种电力金具所对应的初始指数系数。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于确定交流线路金具起晕电压模拟试验的高度修正系数的系统，所述系统包括：

电晕起始电压测量单元，分别对不同的电力金具进行电晕试验，以获得不同的电力金具在不同离地高度下的电晕起始电压；

电晕起始电压特性曲线确定单元，根据上述不同的电力金具在不同离地高度下的电晕起始电压分别确定不同的电力金具的电晕起始电压特性曲线；

修正值计算单元，分别计算不同的电力金具在不同离地高度下电晕起始电压的修正值；

高度修正函数确定单元，将不同的电力金具在不同离地高度下电晕起始电压的修正值分别进行数据回归分析，分别得到高度修正函数和不同的电力金具对应的初始系数a_i和初始指数系数b_i；以及

通用系数确定单元，对上述不同的电力金具所对应的初始系数a_i和初始指数系数b_i分别取算术平均值得到系数a和指数系数b，并根据高度修正函数确定电力金具起晕电压的高度修正系数。

优选地，其中所述不同的电力金具包括：耐张屏蔽环、间隔棒、防振锤和悬垂线夹。

优选地，其中分别通过不同的电力金具在不同离地高度下的电晕起始电压除以不同的电力金具所对应的参考值，计算所述不同的电力金具在不同离地高度下电晕起始电压的修正值。

优选地，其中将所述不同的电力金具在不同离地高度下电晕起始电压的修正值分别通过MATLAB软件进行数据回归分析。

优选地，其中所述高度修正函数为

$k_h=a_i\×e^{b_{i}h}$

其中，k_h为高度修正系数；h为离地高度，单位为米；a_i为第i种电力金具所对应的初始系数；以及b_i为第i种电力金具所对应的初始指数系数。

本发明的有益效果在于：

本发明提出一种用于确定交流线路金具起晕电压模拟试验的高度修正系数的方法，通过对不同电力金具在不同高度的试验结果获得电晕参数，对结果进行数学建模并分析，得出一种通用的修正系数确定方法，其结果可对输变电工程金具结构设计与优化提供参考。有效解决了试验场地模拟实际线路同等高度电力金具电晕试验的关键技术问题，减小了布置难度与工作量，提高了效率，降低了安全风险。其结果通过计算后可获得实际运行状况下的电晕放电电压，对线路工程的安全经济稳定运行提供参考依据。

附图说明

通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：

图1示出了根据本发明实施方式的高度修正系数确定方法100的流程图；

图2示出了不同离地高度下的耐张屏蔽环的起晕电压试验结果的特性曲线图；

图3示出了不同离地高度下的间隔棒的起晕电压试验结果的特性曲线图；

图4示出了不同离地高度下的防振锤的起晕电压试验结果的特性曲线图；

图5示出了不同离地高度下悬垂线夹的起晕电压试验结果的特性曲线图；

图6示出了采用高度修正函数将金具屏蔽环的起晕电压随高度变化的试验结果进行的拟合曲线图；

图7示出了采用高度修正函数将金具防振锤的起晕电压随高度变化的试验结果进行的拟合曲线图；以及

图8示出了根据本发明实施方式的高度修正系数确定系统800的结构示意图。

具体实施方式

现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

图1示出了根据本发明实施方式的高度修正系数确定方法100的流程图。如图1所示，高度修正系数确定方法100从步骤101处开始。在步骤101分别对不同的电力金具进行电晕试验，以获得不同的电力金具在不同离地高度下的电晕起始电压。优选地，其中所述不同的电力金具包括：耐张屏蔽环、间隔棒、防振锤和悬垂线夹。

优选地，在步骤102根据上述不同的电力金具在不同离地高度下的电晕起始电压分别确定不同的电力金具的电晕起始电压特性曲线。例如，图2示出了不同离地高度下的耐张屏蔽环的起晕电压试验结果的特性曲线图。图3示出了不同离地高度下的间隔棒的起晕电压试验结果的特性曲线图。图4示出了不同离地高度下的防振锤的起晕电压试验结果的特性曲线图。图5示出了不同离地高度下悬垂线夹的起晕电压试验结果的特性曲线图。

优选地，在步骤103分别计算不同的电力金具在不同离地高度下电晕起始电压的修正值。优选地，其中分别通过不同的电力金具在不同离地高度下的电晕起始电压除以不同的电力金具所对应的参考值，计算所述不同的电力金具在不同离地高度下电晕起始电压的修正值。例如，可以将离地高度为6米处的起始电压值作为参考值来分别计算不同离地高度下电晕起始电压的修正值。

优选地，在步骤104将不同的电力金具在不同离地高度下电晕起始电压的修正值分别进行数据回归分析，分别得到高度修正函数和不同的电力金具对应的初始系数a_i和初始指数系数b_i。优选地，其中将所述不同的电力金具在不同离地高度下电晕起始电压的修正值分别通过MATLAB软件进行数据回归分析。优选地，其中所述高度修正函数为

$k_h=a_i\×e^{b_{i}h}$

其中，k_h为高度修正系数；h为离地高度，单位为米；a_i为第i种电力金具所对应的初始系数；以及b_i为第i种电力金具所对应的初始指数系数。例如，如果有4种电力金具，则有对应的四组初始系数a_i和系数b_i的值。

优选地，在步骤105对上述不同的电力金具所对应的初始系数ai和初始指数系数bi分别取算术平均值得到系数a和指数系数b，并根据高度修正函数确定电力金具起晕电压的高度修正系数。例如，四种电力金具对应的系数a分别为0.8，0.9，1.1和1.2，则取算术平均值得到系数a的值为1.0，四种电力金具对应的系数b分别为0.5，0.6，0.7和0.8，则取算术平均值得到系数b的值为0.625。当a＝1.0，b＝0.625时，对应的高度修正函数公式适用于四种电力金具的起晕电压高度修正。

本发明提供的一种交流线路金具起晕电压模拟试验用的高度修正系数确定方法，是一种基于500kV交流线路电力金具开展大量的电晕试验所获得的试验数据。

从不同电力金具的起晕电压曲线可以看出，随着离地高度的增加，电晕起始电压呈现上升的趋势，且不同种类的交流线路电力金具呈现相同的规律。通过对长期试验得到的大量数据进行分析，总结得出不同交流线路电力金具的通用高度修正函数。根据不同电力金具在不同离地高度下获得的起晕电压值，通过回归分析，提出了修正系数以指数函数为数学模型：

$k_h=a_i\×e^{b_{i}h}$

通过试验数据以及回归分析，当a＝0.61，b＝0.08时，得到的公式适用于四种种类的电力金具的起晕电压高度修正。采用此公式后，通过对试验结果的修正，不同种类交流线路电力金具的电晕起始电压误差绝对值最大值为5.8％，修正结果优于国家标准中推荐的固定参数。图6示出了采用高度修正函数将金具屏蔽环的起晕电压随高度变化的试验结果进行的拟合曲线图。图7示出了采用高度修正函数将金具防振锤的起晕电压随高度变化的试验结果进行的拟合曲线图。

图8示出了根据本发明实施方式的高度修正系数确定系统800的结构示意图。如图8所示，高度修正系数确定系统800包括：电晕起始电压测量单元801、电晕起始电压特性曲线确定单元802、修正值计算单元803、高度修正函数确定单元804和通用系数确定单元805。在电晕起始电压测量单元801分别对不同的电力金具进行电晕试验，以获得不同的电力金具在不同离地高度下的电晕起始电压。优选地，其中所述不同的电力金具包括：耐张屏蔽环、间隔棒、防振锤和悬垂线夹。

优选地，在电晕起始电压特性曲线确定单元802根据上述不同的电力金具在不同离地高度下的电晕起始电压分别确定不同的电力金具的电晕起始电压特性曲线。

优选地，在修正值计算单元803分别计算不同的电力金具在不同离地高度下电晕起始电压的修正值。优选地，其中分别通过不同的电力金具在不同离地高度下的电晕起始电压除以不同的电力金具所对应的参考值，计算所述不同的电力金具在不同离地高度下电晕起始电压的修正值。

优选地，在高度修正函数确定单元804将不同的电力金具在不同离地高度下电晕起始电压的修正值分别进行数据回归分析，分别得到高度修正函数和不同的电力金具对应的初始系数a_i和初始指数系数b_i。优选地，其中将所述不同的电力金具在不同离地高度下电晕起始电压的修正值分别通过MATLAB软件进行数据回归分析。优选地，其中所述高度修正函数为：

$k_h=a_i\×e^{b_{i}h}$

其中，k_h为高度修正系数；h为离地高度，单位为米；a_i为第i种电力金具所对应的初始系数；以及b_i为第i种电力金具所对应的初始指数系数。

优选地，在通用系数确定单元805对上述不同的电力金具所对应的初始系数a_i和初始指数系数b_i分别取算术平均值得到系数a和指数系数b，并根据高度修正函数确定电力金具起晕电压的高度修正系数。

已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。

通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。

Claims (10)

1.一种用于确定交流线路中电力金具起晕电压模拟试验的高度修正系数的方法，所述方法包括：

步骤1，分别对不同的电力金具进行电晕试验，以获得不同的电力金具在不同离地高度下的电晕起始电压；

步骤2，根据上述不同的电力金具在不同离地高度下的电晕起始电压分别确定不同的电力金具的电晕起始电压特性曲线；

步骤3，分别计算不同的电力金具在不同离地高度下电晕起始电压的修正值；

步骤4，将不同的电力金具在不同离地高度下电晕起始电压的修正值分别进行数据回归分析，分别得到高度修正函数和不同的电力金具对应的初始系数a_i和初始指数系数b_i；以及

步骤5，对上述不同的电力金具所对应的初始系数a_i和初始指数系数b_i分别取算术平均值得到系数a和指数系数b，并根据高度修正函数确定电力金具起晕电压的高度修正系数。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述不同的电力金具包括：耐张屏蔽环、间隔棒、防振锤和悬垂线夹。

3.根据权利要求1所述的方法，其中分别通过不同的电力金具在不同离地高度下的电晕起始电压除以不同的电力金具所对应的参考值，计算所述不同的电力金具在不同离地高度下电晕起始电压的修正值。

4.根据权利要求1所述的方法，其中将所述不同的电力金具在不同离地高度下电晕起始电压的修正值分别通过MATLAB软件进行数据回归分析。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述高度修正函数为

$k_h=a_i\×e^{b_{i}h}$

其中，k_h为高度修正系数；h为离地高度，单位为米；a_i为第i种电力金具所对应的初始系数；以及b_i为第i种电力金具所对应的初始指数系数。

6.一种用于确定交流线路中电力金具起晕电压模拟试验的高度修正系数的系统，所述系统包括：

电晕起始电压测量单元，分别将不同的电力金具进行电晕试验，以获得不同的电力金具在不同离地高度下的电晕起始电压；

电晕起始电压特性曲线确定单元，根据上述不同的电力金具在不同离地高度下的电晕起始电压分别确定不同的电力金具的电晕起始电压特性曲线；

修正值计算单元，分别计算不同的电力金具在不同离地高度下电晕起始电压的修正值；

高度修正函数确定单元，将不同的电力金具在不同离地高度下电晕起始电压的修正值分别进行数据回归分析，分别得到高度修正函数和不同的电力金具对应的初始系数a_i和初始指数系数b_i；以及

通用系数确定单元，对上述不同的电力金具所对应的初始系数a_i和初始指数系数b_i分别取算术平均值得到系数a和指数系数b，并根据高度修正函数确定电力金具起晕电压的高度修正系数。

7.根据权利要求6所述的系统，其中所述不同的电力金具包括：耐张屏蔽环、间隔棒、防振锤和悬垂线夹。

8.根据权利要求6所述的系统，其中分别通过不同的电力金具在不同离地高度下的电晕起始电压除以不同的电力金具所对应的参考值，计算所述不同的电力金具在不同离地高度下电晕起始电压的修正值。

9.根据权利要求6所述的系统，其中将所述不同的电力金具在不同离地高度下电晕起始电压的修正值分别通过MATLAB软件进行数据回归分析。

10.根据权利要求6所述的系统，其中所述高度修正函数为

$k_h=a_i\×e^{b_{i}h}$

其中，k_h为高度修正系数；h为离地高度，单位为米；a_i为第i种电力金具所对应的初始系数；以及b_i为第i种电力金具所对应的初始指数系数。