CN110728077B - 一种确定施工线路上临时接地装置拆除顺序的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种确定施工线路上临时接地装置拆除顺序的方法，基于ATP‑EMTP，根据输电线路相关的电气参数建立特高压输电线路仿真模型和电源仿真模型，并合并为总仿真模型，通过调整总仿真模型中的参数并使用电磁暂态计算程序计算施工线路上多个临时接地装置上的感应电压和感应电流，并按照设定的多种临时接地装置的拆除顺序方案进行拆除时，测量临时接地装置拆除前后其他位置上临时接地装置的感应电压和感应电流变化情况并将拆除前后的感应电压、感应电流进行对比，选择感应电压和感应电流变化值最小的拆除顺序方案。
Description
技术领域
本发明涉及特高压输电线路工程架线施工安全技术领域，具体讲涉及一种确定施工线路上临时接地装置拆除顺序的方法。
背景技术
随着特高压输电工程的建设，土地资源和电磁环境的影响成为限制输电线路架线施工的因素之一。利用现有特高压输电线路走廊架线施工的情况越来越普遍。然而，与特高压带电线路的近距离施工存在静电和电磁耦合效应，会在施工线路上产生感应电压和电流。为了减轻施工线路上感应电压或电流有关的安全问题，可以安装临时接地装置。安装临时接地装置是线路升空后降低线路上感应电压的有效措施。
特高压输电线路架线施工中，施工线路导线会经临时接地装置引到铁塔横担实现接地的功能。施工中每隔一个耐张段安装一个临时接地装置。对于长距离施工线路来说，架线施工完毕后，升空后的施工导线上会安装若干个临时接地装置来限制整条线路的感应电压水平，在线路全线贯通带电运行前，需要对临时接地装置进行拆除，计算临时接地装置上的感应电压和感应电流针对临时接地装置的拆除顺序至关重要。现有的特高压输电线路中临时接地装置的拆除并没有科学有效的依据，而随着高压输电工程越来越广泛的应用，临时接地装置的安装数量会越来越多。通过计算研究，采用合理的临时接地装置拆除顺序方案，科学的拆除临时接地装置，对特高压工程的施工安全来说有重要的价值。因此，如何设计一种科学有效的方式来计算并拆除架设特高压输电线路中临时接地装置顺序的方案，是本领域亟待解决的问题。
发明内容
本发明提出一种施工线路上临时接地装置拆除顺序的方法，包括以下步骤：
步骤1：获取特高压输电线路参数，包括所述特高压输电线路导线参数、地线参数、铁塔参数、路径土壤电阻率参数、运行线路参数；
步骤2：基于ATP-EMTP分别建立特高压输电线路仿真模型和电源仿真模型，包括利用ATP-EMTP中的分布参数模型，根据所获取的所述特高压输电线路导线参数、地线参数、铁塔参数，路径土壤电阻率参数建立所述特高压输电线路仿真模型；根据运行线路参数，在运行的所述特高压输电线路两端建立电压源，建立电源仿真模型；
步骤3：将所述特高压输电线路仿真模型和电源仿真模型合并成总仿真模型；
步骤4：设置所述特高压输电线路的多种临时接地装置的顺序拆除方案；
步骤5：调整特高压输电线路总仿真模型中的参数并使用电磁暂态计算程序计算施工线路上多个临时接地装置上的感应电压和感应电流，并按照所述步骤4设置的顺序拆除方案进行拆除时，测量临时接地装置拆除前后其他位置上临时接地装置的感应电压和感应电流变化情况，将临时接地装置拆除前后其他临时接地装置上的感应电压、感应电流进行对比，直到某一种临时接地装置顺序拆除方案中的感应电压和感应电流变化值为最小值时，此种临时接地装置拆除顺序方案即为最优顺序拆除方案。
步骤6：根据步骤5中得到的所述最优顺序拆除方案对所述特高压输电线路中的临时接地装置进行拆除。
进一步，步骤4中的顺序拆除方案的原则是首末两端的临时接地装置保留到最后拆除。
进一步，在所述原则的基础上设定三个顺序拆除方案，方案一为临时接地装置同时从中间向施工线路首末两端拆除；方案二为临时接地装置从首末两端同时向施工线路中间拆除，但首末两端的临时接地装置最后拆除；方案三为临时接地装置从线路首端依次向线路末端拆除，但首末两端的临时接地装置最后拆除。
本发明的有益效果在于：
一是本发明提出的技术方案，通过使用电磁暂态计算程序计算多种的临时接地装置顺序拆除方案，计算的形式可靠、准确且有效。
二是本发明提出的技术方案，通过将建立的特高压线路仿真模型和电源仿真模型搭建成特高压输电线路总仿真模型，调整参数获取最优方案。该计算方法能够准确评估施工线路上多个临时接地装置上的感应电压和感应电流大小，及时做好临时接地装置的配置更换，保护施工线路导线不被电弧灼伤以及施工人员的人身安全。
三是本发明提出的技术方案，用ATP-EMTP建立仿真计算模型，将整个输电线路的包括杆塔、地线等全部建立在模型内，精确的针对每一基杆塔每一段线路进行建模，建立的模型符合工程实际，保证了调整数据的真实可靠。
附图说明
图1是本发明的一种确定施工线路上临时接地装置拆除顺序的方法的步骤框图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细说明。
本发明提出了一种确定施工线路上临时接地装置拆除顺序的方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤1：获取特高压输电线路参数。
特高压输电线路参数包括特高压输电线路导线参数、地线参数、输电铁塔参数、路径土壤电阻率参数、运行线路参数。
特高压输电线路导线参数包括型号、内径、外径、分裂数、直流电阻、分裂间距、弧垂、相序等；地线参数包括型号、内径、外径、弧垂、直流电阻等；输电铁塔参数包括型号、呼高、档距、导线在铁塔悬挂点等；运行线路参数包括运行线路电压等级、输送功率等。
步骤2：基于ATP-EMTP仿真软件建立特高压输电线路仿真模型和电源仿真模型。
首先，建立特高压输电线路仿真模型。对长距离输电线路需选择ATP-EMTP中的分布参数模型，在ATP-EMTP中用选择的输电线路模型模拟，并根据输电线路相序图将各段输电线路连接起来。
接着对输电线路参数进行设置。需设置的参数有ATP-EMTP中的LCC(输电线路模块)中的Model、data模块。此部分参数的设置根据步骤1收集的参数以及步骤2数据分析计算得到。
选取特高压输电线路为参考水平距离0点，施工线路在1000kV右侧，则水平距离：
Horiz1＝Horiz0+d1
塔高为分段LCC模块内平均塔高：
Horiz0表示特高压输电线路中心线水平参考距离0m，d1表示施工线路与输电线路中心线之间的水平间距，Horiz1表示施工线路中心线的水平距离。
Vtower1、Vtower2、Vtowern分别为每一段LCC内塔的高度，Vtower为整个线路平均塔高，n表示施工线路长度内铁塔的个数。
导线高度为分段LCC模块内平均导线高度。
建立特高压输电线路电源仿真模型。特高压输电线路电源仿真模型是根据特高压输电线路的工作电压建立，电源的数据来自带电线路运行电压和输送功率，电压为相电压有效值，电流为相电流有效值，如1000kV输电线路，输送功率5600MW，功率因数0.95时，ATP-EMTP建模时电压源设置为1000kV。三相输电线路则需要定义相序角度，在建立导体时根据实际线路相序选择激励源。具体为选择ATP-EMTP中的Sources模块中的AC source 1&3模块，双击AC source 1&3模块，进行Component:AC source设置，左端施加源采用电压源的方式，则选择Type of source为电压源，并设置电压源的幅值(峰值或有效值)，频率，相角；频率为50Hz，相角不变；然后将电压源一端接在运行线路首端、以及末端。
步骤3：将特高压输电线路仿真模型和电源仿真模型合并成总仿真模型。
将特高压电源仿真模型和特高压输电线路仿真模型连接，待线路达到稳态后，检查特高压输电线路仿真模型与电源仿真模型是否连通；若否，则重新将工频电源和特高压输电线路仿真模型连接，直到特高压输电线路仿真模型与电源仿真模型连通。
通过改变电源仿真模型的相角来改变输电线路的输送功率。检验连通后的特高压输电线路仿真模型和电源仿真模型，直到特高压线路仿真模型、电源仿真模型和实际中输电线路的输送功率相互匹配，合并为特高压输电线路总仿真模型。
设置仿真时间。本方法是感应电压和感应电流的稳态计算，打开ATP-EMTP中的ATP模块下的ATP-Settings，仿真时间Tmax为负。
步骤4：设置特高压输电线路的多种临时接地装置拆除顺序方案；
施工导线经临时接地装置接地，每隔一个耐张段有一个临时接地装置，平均3～4km安装一个临时接地装置。
设置特高压输电线路的多种临时接地装置拆除顺序方案。包括三个方案。三个方案都保持一个原则，即首末两端的临时接地装置保留到最后拆除。保留首末临时接地装置的原因在于可以最大程度的限制整条施工线路上流过所有临时接地装置中的电流。因为在施工线路所有临时接地装置都接地情况下，流过临时接地装置的电流是呈两端大，中间小的形状。在保留首末两端临时接地装置的情况下，制定了三个方案。方案一为临时接地装置同时从中间向施工线路首末两端拆除；方案二为临时接地装置从首末两端同时向施工线路中间拆除，但首末两端的临时接地装置最后拆除；方案三为临时接地装置从线路首端依次向线路末端拆除，但首末两端的临时接地装置最后拆除。
步骤5：调整特高压输电线路总仿真模型中的参数并使用电磁暂态计算程序计算施工线路上多个临时接地装置上的感应电压和感应电流，以及按照步骤4设置的三个拆除方案进行拆除时，测量临时接地装置拆除前后其他位置上临时接地装置的感应电压和感应电流变化情况，将临时接地装置拆除前后其他临时接地装置上的感应电压、感应电流进行对比。直到某一种临时接地装置顺序拆除方案中的感应电压和感应电流变化值为最小值时，此种临时接地装置拆除方案即为最优方案。
在对ATP-EMTP模型调试之后，即可进行具体的仿真计算。
1)运行ATP程序，查看各段换位及相序是否准确，若错误，逐段核对LCC(输电线路模块)相序，并修正，直到相序全部与设计相序一致为止。
2)安排计算方式。计算施工线路多个临时接地装置的感应电压和感应电流的大小，需要将临时接地装置经接地电阻接地。
3)由于感应线路每相导线高度、每相与运行线路间距均不同，感应线路的感应电压及电流需分相探测。
4)将探测电流源串联接在每个单相输电线路中，将探测电压源并联接在感应的每个单相输电线路两端，双击探测电流源设定探测电流源显示的内容，选择Steady-state的Curr/Power,选择Onscreen中的Curr.Ampl,则调试计算结束后该探测电流源显示通过的电流幅值。双击探测电压源设定探测电压源显示的内容，选择Steady-state的Voltage,选择Onscreen中的U,则调试计算结束后该探测电压源显示并接线路点的电压幅值与角度。
步骤6：根据所述最优拆除顺序对所述特高压输电线路中的临时接地装置进行拆除。
通过以上步骤可以精确地计算出施工线路上临时接地装置上的感应电压和感应电流，并且能够确定临时接地装置拆除的顺序。
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。
Claims (3)
1.一种确定施工线路上临时接地装置拆除顺序的方法，包括如下步骤：
步骤1：获取特高压输电线路参数，包括所述特高压输电线路导线参数、地线参数、铁塔参数、路径土壤电阻率参数、运行线路参数；
步骤2：基于ATP-EMTP分别建立特高压输电线路仿真模型和电源仿真模型，包括利用ATP-EMTP中的分布参数模型，根据所获取的所述特高压输电线路导线参数、地线参数、铁塔参数，路径土壤电阻率参数建立所述特高压输电线路仿真模型；根据运行线路参数，在运行的所述特高压输电线路两端建立电压源，建立电源仿真模型；
步骤3：将所述特高压输电线路仿真模型和电源仿真模型合并成总仿真模型；
步骤4：设置所述特高压输电线路的多种临时接地装置的顺序拆除方案；
步骤5：调整特高压输电线路总仿真模型中的参数并使用电磁暂态计算程序计算施工线路上多个临时接地装置上的感应电压和感应电流，并按照所述步骤4设置的顺序拆除方案进行拆除时，测量临时接地装置拆除前后其他位置上临时接地装置的感应电压和感应电流变化情况，将临时接地装置拆除前后其他临时接地装置上的感应电压、感应电流进行对比，直到某一种临时接地装置顺序拆除方案中的感应电压和感应电流变化值为最小值时，此种临时接地装置拆除顺序方案即为最优顺序拆除方案；
步骤6：根据步骤5中得到的所述最优顺序拆除方案对所述特高压输电线路中的临时接地装置进行拆除。
2.根据权利要求1所述的一种确定施工线路上临时接地装置拆除顺序的方法，其特征在于，所述步骤4中的拆除顺序方案的原则是首末两端的临时接地装置保留到最后拆除。
3.根据权利要求2所述的一种确定施工线路上临时接地装置拆除顺序的方法，其特征在于，在所述原则的基础上设定三个顺序拆除方案，方案一为临时接地装置同时从中间向施工线路首末两端拆除；方案二为临时接地装置从首末两端同时向施工线路中间拆除，但首末两端的临时接地装置最后拆除；方案三为临时接地装置从线路首端依次向线路末端拆除，但首末两端的临时接地装置最后拆除。
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| 巨型落地圆环钢结构安装方案研究与分析;郭彦林;兰涛;赵思远;张博浩;;施工技术(第08期);全文 * |
| 浅埋暗挖矩形区间隧道临时支护拆除方案比选;申玉生;赵乐;何永辉;何尉祥;;路基工程(第02期);全文 * |
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