CN107422210A - 一种特高压大截面导线融冰特性曲线获取方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电气工程技术领域，公开一种特高压大截面导线融冰特性曲线获取方法，为特高压线路融冰工作的开展提供科学的理论依据。本发明方法包括：在结合实际覆冰环境选定典型的覆冰厚度和气象条件的基础上，通过人工气候室模拟覆冰环境，逐级施加融冰电流范围内的电流大小，测试覆冰融化时间，最终绘制出特高压大截面导线在各种覆冰厚度和气象条件下的融冰电流与融冰时间的特性关系曲线。

Description

一种特高压大截面导线融冰特性曲线获取方法

技术领域

本发明涉及电气工程技术领域，尤其涉及一种特高压大截面导线融冰特性曲线获取方法。

背景技术

特高压电网是解决我国能源资源与负荷中心呈逆向分布的必然选择，而特高压线路输送距离长，其走廊所经地区地形复杂，气象条件多变，极易发生严重覆冰而出现倒塔断线等事故。特高压输电线路如采用抗冰措施提高设计覆冰厚度，每公里投资就需要增加费用几百万，一条线路投资需增加费用十几亿。如采用融冰措施对特高压输电线路进行融冰，融冰装置仅需投资几千万，经济效益十分明显。

特高压导线融冰特性的掌握直接关系到融冰的效果，掌握不透彻有可能导致无法融冰，也有可能引发线路受损、断线。而特高压导线截面积大(630mm²及以上)，融冰时的热平衡模型极其复杂，融冰特性很难掌握，国内外现有导线融冰特性的研究主要针对小截面导线(400mm²及以下)，由此外推至大截面导线时，误差很大。因此，必须开展特高压大截面导线融冰特性的研究，为特高压线路融冰工作的开展提供科学的理论依据。

发明内容

本发明目的在于公开一种特高压大截面导线融冰特性曲线获取方法，为特高压线路融冰工作的开展提供科学的理论依据。

为实现上述目的，本发明公开一种特高压大截面导线融冰特性曲线获取方法，包括：

(1)、根据特高压大截面导线实际所处覆冰环境，选定某种覆冰厚度和第一种气象条件，所述气象条件包括温度和风速，且所述特高压大截面导线的截面积大于或等于630mm²；

(2)、理论计算特高压大截面导线在该覆冰厚度和第一种气象条件下的最小融冰电流和最大融冰电流；

(3)、利用人工气候室，将特高压大截面导线覆冰至该厚度，再施加第一种气象条件；

(4)、将特高压大截面导线施加最小融冰电流，记录在该覆冰厚度和第一种气象条件下的融冰时间；

(5)、以最小融冰电流5％的间隔逐步增加电流至特高压大截面导线，直至施加至最大融冰电流，记录在该覆冰厚度和第一种气象条件下的融冰时间；

(6)、根据(4)和(5)的试验结果，以融冰电流为横坐标，融冰时间为纵坐标，绘制特高压大截面导线在该覆冰厚度和第一种气象条件下，融冰电流与融冰时间的特性关系曲线；

(7)、选定第二种气象条件，重复步骤(2)至(6)；

(8)、通过拟合绘制出特高压大截面导线在该覆冰厚度和各种气象条件下的融冰电流与融冰时间的特性关系曲线。

综上，本发明在结合实际覆冰环境选定典型的覆冰厚度和气象条件的基础上，通过人工气候室模拟覆冰环境，逐级施加融冰电流范围内的电流大小，测试覆冰融化时间，最终绘制出特高压大截面导线在各种覆冰厚度和气象条件下的融冰电流与融冰时间的特性关系曲线。本发明思路新颖、流程清晰、易于实现；相应地，还具有以下有益效果：

1、通过步骤(2)可以遴选出融冰电流范围后再开展融冰特性曲线的获取，避免了盲目选用融冰电流而得到无效的数据，同时避免了浪费大量的人、财、物与时间，大大提高了融冰特性曲线获取效率。

2、针对特高压所对应的导线截面积大、融冰电流大的特点，以最小融冰电流5％-10％的间隔逐步增加以确保实验数据所拟合曲线的精度；并结合实际覆冰环境，选取典型的覆冰厚度和气象条件，通过实际覆冰、融冰试验，准确地获取了特高压大截面导线的融冰特性曲线，为特高压线路融冰工作的开展提供了科学的理论依据。

优选地，本发明还可以进一步包括：变更覆冰厚度以重复上述步骤(1)至(8)；以及

将各所述融冰电流与融冰时间的特性关系曲线存入数据库，并对各融冰特性曲线所对应的覆冰厚度、温度、风速字段分别建立索引，以及建立关联覆冰厚度、温度和风速的聚合索引以供查询；

当待查询的融冰电流与融冰时间的特性关系曲线与实验的覆冰厚度、温度、风速一致时，直接输出相应的实验得出的融冰电流与融冰时间的特性关系曲线；当待查询的融冰电流与融冰时间的特性关系曲线与实验的覆冰厚度、温度、风速不完全一致时，根据不一致字段临近数值所对应的实验得出的至少两个融冰电流与融冰时间的特性关系曲线进行二次拟合并输出相应的拟合结果。

例如：用户查询覆冰厚度为A、温度为B、风速为C的融冰特性曲线，数据库中存储的历史实验数据存储与偶覆冰厚度为A、温度为B、风速分别为D和E的两条融冰特性曲线，且风速C的取值位于风速D和风速E之间，故可通过对这两条融冰特性曲线进行二次拟合(具体的拟合计算可以采用插值等方法)；优选地，在相应的拟合结果的输出界面同时输出所关联的该风速D和风速E所对应的融冰特性曲线供用户参考。本发明中，二次拟合所关联的不一样的字段可以是两个或三个，相关的原理类似，不做赘述。

事实上，覆冰厚度、温度或风速等单一因素对融冰特性曲线的影响都是有明显的趋势或规律可循的，从而为二次拟合提供了基础，相关的拟合算法可以是双线性插值法等。

藉此，在索引的作用下，可以从大量的融冰特性曲线实验数据中快速查找出用户所需的数据，并在二次拟合的作用下，可以把关联的实验数据进行整合以为复杂多变的户外现实场景提供借鉴，扩展了实验数据的应用，提高了实验数据的利用和转化率。

下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明实施例公开的融冰电流与融冰时间的特性关系曲线示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例1

本实施例以晋东南至荆门1000kV特高压线路的大截面导线LGJ-630为例，对应的融冰特性曲线的获取方法如下：

(1)、根据该线路覆冰较严重的湖北地区的覆冰环境，选定覆冰厚度为10mm，选定温度为-5℃，风速为5m/s；

(2)、理论计算LGJ-630大截面导线在覆冰厚度为10mm、温度为-5℃，风速为5m/s时的最小融冰电流为1060A，最大融冰电流为1580A；

(3)、利用人工气候室，将LGJ-630大截面导线覆冰至100mm，再施加温度为-5℃，风速为5m/s的气象条件；

(4)、将LGJ-630大截面导线施加最小融冰电流1060A，记录覆冰厚度为10mm、温度为-5℃，风速为5m/s时的融冰时间254min；

(5)、以最小融冰电流1060A的5％的间隔逐步增加电流至LGJ-630大截面导线，直至施加至最大融冰电流1580A，施加电流分别为1113A、1166A、1219A、1272A、1325A、1378A、1431A、1484A、1537A、1580A，记录在覆冰厚度为10mm、温度为-5℃，风速为5m/s时的融冰时间分别为164min、117min、93min、75min、63min、53min、47min、41min、37min、34min；

(6)、根据(4)和(5)的试验结果，以融冰电流为横坐标，融冰时间为纵坐标，绘制LGJ-630大截面导线在覆冰厚度为10mm、温度为-5℃，风速为5m/s时的融冰电流与融冰时间的特性关系曲线；

(7)、选定温度为-5℃，风速为3m/s，重复步骤(2)至(6)；

(8)、选定温度为-3℃，风速为5m/s，重复步骤(2)至(6)；

(9)、选定温度为-3℃，风速为3m/s，重复步骤(2)至(6)；

(10)、最终绘制出LGJ-630大截面导线在覆冰厚度为10mm、气象条件分别为-5℃和5m/s、-5℃和3m/s、-3℃和5m/s、-3℃和3m/s下的融冰电流与融冰时间的特性关系曲线如图1所示。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种特高压大截面导线融冰特性曲线获取方法，其特征在于，包括：

(1)、根据特高压大截面导线实际所处覆冰环境，选定某种覆冰厚度和第一种气象条件，所述气象条件包括温度和风速，且所述特高压大截面导线的截面积大于或等于630mm²；

(2)、理论计算特高压大截面导线在所述覆冰厚度和第一种气象条件下的最小融冰电流和最大融冰电流；

(3)、利用人工气候室，将特高压大截面导线覆冰至所述厚度，再施加第一种气象条件；

(4)、将特高压大截面导线施加最小融冰电流，记录在所述覆冰厚度和第一种气象条件下的融冰时间；

(5)、以最小融冰电流5％-10％的间隔逐步增加电流至特高压大截面导线，直至施加至最大融冰电流，记录在所述覆冰厚度和第一种气象条件下的融冰时间；

(6)、根据(4)和(5)的试验结果，以融冰电流为横坐标，融冰时间为纵坐标，绘制特高压大截面导线在所述覆冰厚度和第一种气象条件下，融冰电流与融冰时间的特性关系曲线；

(7)、选定第二种气象条件，重复步骤(2)至(6)；

(8)、通过拟合绘制出特高压大截面导线在所述覆冰厚度和各种气象条件下的融冰电流与融冰时间的特性关系曲线。

2.根据权利要求1所述的特高压大截面导线融冰特性曲线获取方法，其特征在于，还包括：变更覆冰厚度以重复上述步骤(1)至(8)；以及

将各所述融冰电流与融冰时间的特性关系曲线存入数据库，并对各融冰特性曲线所对应的覆冰厚度、温度、风速字段分别建立索引，以及建立关联覆冰厚度、温度和风速的聚合索引以供查询；

当待查询的融冰电流与融冰时间的特性关系曲线与实验的覆冰厚度、温度、风速一致时，直接输出相应的实验得出的融冰电流与融冰时间的特性关系曲线；当待查询的融冰电流与融冰时间的特性关系曲线与实验的覆冰厚度、温度、风速不完全一致时，根据不一致字段临近数值所对应的实验得出的至少两个融冰电流与融冰时间的特性关系曲线进行二次拟合并输出相应的拟合结果。