CN113325240B - 一种获取交叉跨越高压直流导线起晕场强的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种获取交叉跨越高压直流导线起晕场强的方法及系统，涉及电气技术领域。本发明方法包括：对两回交叉跨越的目标高压直流导线进行电压变化设置，在目标状态时，获取不同电压下目标高压直流导线不同位置的分裂导线平均最大表面电场；获取不同电压下目标高压直流导线对地投影处的地面合成电场测试结果；滤除测试结果中的异常数据，并统计测试结果50％值；以平均最大表面电场及测试结果的50％值作为横纵坐标，获取目标高压直流导线每个测试位置的曲线，通过切线法拟合得出每个测试位置的起晕场强；对目标高压直流导线所有位置的起晕场强求平均，得到目标高压直流导线的起晕场强值。本发明方法简单易行。
Description
技术领域
本发明涉及电气技术领域，并且更具体地，涉及一种获取交叉跨越高压直流导线起晕场强的方法及系统。
背景技术
我国已建和待建的特高压直流线路达几十回，高压、特高压直流线路交叉跨越不可避免。
为了使综合经济效益最大化，直流输电线路运行时允许一定程度的电晕放电，直流线路导线电荷与电晕放电产生的离子将产生合成电场，会对环境会造成一定影响。在线路设计和建设中，需要将直流线路合成电场控制在合理范围内，以满足环境保护的要求。
目前，在直流输电线路设计中，预测合成电场一般假定线路下方地面平坦、附近不存在其他物体，采用二维计算方法。在两回直流线路交叉跨越区域，由于上下导线位置的特殊性和上下导线相互作用，使导线电荷、空间离子和合成电场分布极为复杂，是典型的三维问题，需采用三维方法进行分析。
应用于实际工程设计的两回交叉跨越直流线路合成电场预测方法需经大量实测数据验证和修正。
目前，交叉跨越直流线路地面合成电场三维计算方法的计算结果与实测结果吻合度还不够好，主要原因在于对导线表面不同位置处的电晕状态判断不清，以及在计算方法中对上下层导线的起晕场强掌握不准确。
发明内容
本发明的目的为判断交叉跨越直流导线表面不同位置的电晕程度，从而使地面合成电场测试数据与计算数据有更好的吻合而提出了一种获取交叉跨越高压直流导线起晕场强的方法，包括：
对两回交叉跨越的目标高压直流导线进行电压变化设置，使目标高压直流导线表面电场达到目标状态，目标状态时，获取不同电压下目标高压直流导线不同位置的分裂导线平均最大表面电场；
获取不同电压下目标高压直流导线对地投影处的地面合成电场测试结果；
滤除测试结果中的异常数据，并统计地面合成电场测试结果50％值；
以平均最大表面电场及地面合成电场测试结果的50％值作为横纵坐标，获取目标高压直流导线每个测试位置的曲线，通过切线法拟合得出每个测试位置的起晕场强；
对目标高压直流导线所有位置的起晕场强求平均值，得到目标高压直流导线的起晕场强值。
可选的，目标状态，包括：目标高压直流导线的整体不起晕状态、局部起晕状态、整体起晕状态；
其中，每个状态至少对应2组电压取值。
可选的，地面合成电场的测试结果，在目标极导线纵向包含交叉位置的对地投影上进行多点布置，布置间隔小于等于最小极间距的1/3，且交叉跨越直流线路上、下层导线施加的电压与目标状态时计算的电压取值一致。
可选的，分裂导线平均最大表面电场，基于三维方法计算得出不同电压下目标高压直流导线各子导线不同纵向位置上垂直截面圆周上的最大表面电场，对某一位置处所有子导线的最大表面电场值取平均值，即为该位置处分裂导线平均最大表面电场。
本发明还提出了一种获取交叉跨越高压直流导线起晕场强的系统，包括：
获取导线最大表面电场单元，对两回交叉跨越的目标高压直流导线进行电压变化设置，使目标高压直流导线表面电场达到目标状态，目标状态时，获取不同电压下目标高压直流导线不同位置的分裂导线平均最大表面电场；
确定测试结果单元，获取不同电压下目标高压直流导线对地投影处的地面合成电场测试结果；
统计测试数据单元，滤除测试结果中的异常数据，并统计地面合成电场测试结果50％值；
确定起晕场强单元，以平均最大表面电场及地面合成电场测试结果的50％值作为横纵坐标，获取目标高压直流导线每个测试位置的曲线，通过切线法拟合得出每个测试位置的起晕场强，对目标高压直流导线所有位置的起晕场强求平均值，得到目标高压直流导线的起晕场强值。
可选的，目标状态，包括：目标高压直流导线的整体不起晕状态、局部起晕状态、整体起晕状态；
其中，每个状态至少对应2组电压取值。
可选的，地面合成电场的测试结果，在目标极导线纵向包含交叉位置的对地投影上进行多点布置，布置间隔小于等于最小极间距的1/3，且交叉跨越直流线路上、下层导线施加的电压与目标状态时计算的电压取值一致。
可选的，分裂导线平均最大表面电场，基于三维方法计算得出不同电压下目标高压直流导线各子导线不同纵向位置上垂直截面圆周上的最大表面电场，对某一位置处所有子导线的最大表面电场值取平均值，即为该位置处分裂导线平均最大表面电场。
本发明为获取用于判断交叉跨越直流导线表面不同位置电晕程度的参考量，使地面合成电场测试数据与计算数据有更好的吻合。该方法与工程实际紧密结合，简单易行，对于保证交叉跨越高压直流输电线路地面合成电场预测方法的准确性有重要意义。
附图说明
图1为本发明一种获取交叉跨越高压直流导线起晕场强的方法的流程图；
图2为本发明一种获取交叉跨越高压直流导线起晕场强的系统结构图。
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。
本发明提供了一种获取交叉跨越高压直流导线起晕场强的方法，如图1所示，包括：
对两回交叉跨越的目标高压直流导线进行电压变化设置，使目标高压直流导线表面电场达到目标状态，目标状态时，获取不同电压下目标高压直流导线不同位置的分裂导线平均最大表面电场；
获取不同电压下目标高压直流导线对地投影处的地面合成电场测试结果；
滤除测试结果中的异常数据，并统计地面合成电场测试结果50％值；
以平均最大表面电场及地面合成电场测试结果的50％值作为横纵坐标，获取目标高压直流导线每个测试位置的曲线，通过切线法拟合得出每个测试位置的起晕场强；
对目标高压直流导线所有位置的起晕场强求平均值，得到目标高压直流导线的起晕场强值。
其中，目标状态，包括：目标高压直流导线的整体不起晕状态、局部起晕状态、整体起晕状态；
其中，每个状态至少对应2组电压取值。
其中，地面合成电场的测试结果，在目标极导线纵向包含交叉位置的对地投影上进行多点布置，布置间隔小于等于最小极间距的1/3，且交叉跨越直流线路上、下层导线施加的电压与目标状态时计算的电压取值一致。
其中，分裂导线平均最大表面电场，基于三维方法计算得出不同电压下目标高压直流导线各子导线不同纵向位置上垂直截面圆周上的最大表面电场，对某一位置处所有子导线的最大表面电场值取平均值，即为该位置处分裂导线平均最大表面电场。
具体应用的最佳实施例如下：
步骤1：采用三维模拟电荷法计算得出不同电压下两回交叉跨越直流线路不同位置的导线表面电场；为使目标极导线——下层正极导线表面达到整体不起晕、局部起晕、整体起晕的三个状态，上层导线电压维持±150kV、下层导线电压取值包括±80kV、±100kV、±120kV、±140kV、±150kV、±160kV。
采用三维模拟电荷法，计算得到每根分裂导线各子导线纵向各位置处在上述6种电压组合下不同纵向位置上垂直截面圆周上的表面电场最大值后，再对某一位置处所有子导线的最大值取平均值，即为该位置处分裂导线平均最大表面电场。
步骤2：得到不同电压下目标高压直流导线对地投影处的地面合成电场测试结果。最小极间距为3m，合成电场测试点布置间距应小于等于1m。以下层正极导线为例，可以得到上述各种电压组合下其对地投影上的地面合成电场。
步骤3：对每个测试点在每个电压下的测试结果，滤除地面合成电场测试中各个通道的异常数据，统计得出50％值。
步骤4：对于下层正极导线投影上的每个测试位置画出一条曲线，横坐标是以步骤1中电压从低到高变化时计算得出的该位置的分裂导线平均最大表面电场，纵坐标是以步骤2中测试得到的电压从低到高变化时的地面合成电场50％值，通过切线法拟合得出该位置的起晕场强为20.9kV/cm。
步骤5：对下层正极导线所有位置都重复步骤4，并将拟合出的起晕场强求平均值，即得到该极导线的起晕场强值，为20.67kV/cm。
步骤6：对所有导线重复步骤4和步骤5，得出各极导线的起晕场强值。
本发明还提出了一种获取交叉跨越高压直流导线起晕场强的系统200，如图2所示，包括：
获取导线最大表面电场单元201，对两回交叉跨越的目标高压直流导线进行电压变化设置，使目标高压直流导线表面电场达到目标状态，目标状态时，获取不同电压下目标高压直流导线不同位置的分裂导线平均最大表面电场；
确定测试结果单元202，获取不同电压下目标高压直流导线对地投影处的地面合成电场的测试结果；
统计测试数据单元203，滤除测试结果中的异常数据，并统计地面合成电场测试结果50％值；
确定起晕场强单元204，以平均最大表面电场及地面合成电场测试结果的50％值作为横纵坐标，获取目标高压直流导线每个测试位置的曲线，通过切线法拟合得出每个测试位置的起晕场强，对目标高压直流导线所有位置的起晕场强求平均，得到目标高压直流导线的起晕场强值。
其中，目标状态，包括：目标高压直流导线的整体不起晕状态、局部起晕状态、整体起晕状态；
其中，每个状态至少对应2组电压取值。
其中，地面合成电场的测试结果，在目标极导线纵向包含交叉位置的对地投影上进行多点布置，布置间隔小于等于最小极间距的1/3，且交叉跨越直流线路上、下层导线施加的电压与目标状态时计算的电压取值一致。
其中，分裂导线平均最大表面电场，基于三维方法计算得出不同电压下目标高压直流导线各子导线不同纵向位置上垂直截面圆周上的最大表面电场，对某一位置处所有子导线的最大表面电场值取平均值，即为该位置处分裂导线平均最大表面电场。
本发明公开了一种获取交叉跨越高压直流导线起晕场强的方法，为判断交叉跨越直流导线表面不同位置电晕程度，使地面合成电场测试数据与计算数据有更好的吻合。该方法与工程实际紧密结合，简单易行，对于保证交叉跨越高压直流输电线路地面合成电场预测方法的准确性有重要意义。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (4)
1.一种获取交叉跨越高压直流导线起晕场强的方法，所述方法包括：
对两回交叉跨越的目标高压直流导线进行电压变化设置，使目标高压直流导线表面电场达到目标状态，目标状态时，获取不同电压下目标高压直流导线不同位置的分裂导线平均最大表面电场；
获取不同电压下目标高压直流导线对地投影处的地面合成电场测试结果；
滤除测试结果中的异常数据，并统计地面合成电场测试结果50％值；
以平均最大表面电场及地面合成电场测试结果的50％值作为横纵坐标，获取目标高压直流导线每个测试位置的曲线，通过切线法拟合得出每个测试位置的起晕场强；
对目标高压直流导线所有位置的起晕场强求平均值，得到目标高压直流导线的起晕场强值；
所述目标状态，包括：目标高压直流导线的整体不起晕状态、局部起晕状态、整体起晕状态；
其中，每个状态至少对应2组电压取值；
所述分裂导线平均最大表面电场，基于三维方法计算得出不同电压下目标高压直流导线各子导线不同纵向位置上垂直截面圆周上的最大表面电场，对某一位置处所有子导线的最大表面电场值取平均值，即为该位置处分裂导线平均最大表面电场。
2.根据权利要求1所述的方法，所述地面合成电场的测试结果，在目标极导线纵向包含交叉位置的对地投影上进行多点布置，布置间隔小于等于最小极间距的1/3，且交叉跨越直流线路上、下层导线施加的电压与目标状态时计算的电压取值一致。
3.一种获取交叉跨越高压直流导线起晕场强的系统，所述系统包括：
获取导线最大表面电场单元，对两回交叉跨越的目标高压直流导线进行电压变化设置，使目标高压直流导线表面电场达到目标状态，目标状态时，获取不同电压下目标高压直流导线不同位置的分裂导线平均最大表面电场；
确定测试结果单元，获取不同电压下目标高压直流导线对地投影处的地面合成电场测试结果；
统计测试数据单元，滤除测试结果中的异常数据，并统计地面合成电场测试结果50％值；
确定起晕场强单元，以平均最大表面电场及地面合成电场测试结果的50％值作为横纵坐标，获取目标高压直流导线每个测试位置的曲线，通过切线法拟合得出每个测试位置的起晕场强，对目标高压直流导线所有位置的起晕场强求平均值，得到目标高压直流导线的起晕场强值；
所述目标状态，包括：目标高压直流导线的整体不起晕状态、局部起晕状态、整体起晕状态；
其中，每个状态至少对应2组电压取值；
所述分裂导线平均最大表面电场，基于三维方法计算得出不同电压下目标高压直流导线各子导线不同纵向位置上垂直截面圆周上的最大表面电场，对某一位置处所有子导线的最大表面电场值取平均值，即为该位置处分裂导线平均最大表面电场。
4.根据权利要求3所述的系统，所述地面合成电场的测试结果，在目标极导线纵向包含交叉位置的对地投影上进行多点布置，布置间隔小于等于最小极间距的1/3，且交叉跨越直流线路上、下层导线施加的电压与目标状态时计算的电压取值一致。
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| CN113325240A (zh) | 2021-08-31 |
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