一種架空線路耐張塔等值覆冰厚度的在線監(jiān)測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力領(lǐng)域的輸電線路在線監(jiān)測領(lǐng)域，特別涉及一種架空線路耐張塔等 值覆冰厚度的在線監(jiān)測方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會經(jīng)濟越來越發(fā)展，電力的穩(wěn)定、安全和可靠供應(yīng)成為日益重要的問題。而 覆冰雖為一種常見的自然現(xiàn)象，但冰災(zāi)嚴重威脅著電網(wǎng)的安全運行。在電力設(shè)備方面，冰災(zāi) 可造成絕緣子冰閃，金具損壞，桿塔倒塌，導線斷裂，直接導致線路地區(qū)的停電；在社會生產(chǎn) 方面，冰災(zāi)的惡劣天氣可造成交通受阻、通信中斷，電力搶修極為困難，而大面積的電網(wǎng)癱 瘓造成工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)停產(chǎn)，各種服務(wù)業(yè)停滯，直接導致慘重的經(jīng)濟損失，人民生活無法正常進 行。為了保證電網(wǎng)的安全運行，需要對輸電線路的覆冰情況進行監(jiān)測并判斷是否采取相應(yīng) 措施以避免斷線、倒搭等事故的發(fā)生。
[0003] 目前輸電線路覆冰在線監(jiān)測幾乎全部采用稱重法。所謂稱重法是將拉力傳感器替 代絕緣子的球頭掛環(huán)，利用角度和拉力傳感器分別測量懸垂絕緣子串的傾角、風偏角和綜 合荷載，利用微氣象傳感器群（含溫度，相對濕度，風速，風向，雨量等傳感器）測量風速等， 再代入等效覆冰厚度計算模型即可計算實時導線等效覆冰量。根據(jù)已有的專利"一種架空 線路等值覆冰厚度的在線監(jiān)測方法"，目前已結(jié)合工程應(yīng)用實際，提出了應(yīng)用于南方電網(wǎng)架 空線路覆冰在線監(jiān)測系統(tǒng)的直線塔覆冰等效厚度計算模型。但是，目前基于稱重法的耐張 塔導線覆冰厚度計算仍研宄較少，應(yīng)用于覆冰監(jiān)測系統(tǒng)的更少，導致無法對耐張塔導線覆 冰厚度進行計算，電網(wǎng)公司仍無法準確而有效掌握耐張塔線路覆冰狀況，進而與設(shè)計規(guī)范 比較進行預(yù)警?，F(xiàn)有輸電線路的耐張塔覆冰厚度計算不足主要表現(xiàn)在：1、理論計算模型涉 及的參數(shù)及公式過多，且需要收集大量的覆冰數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，在一定程度上限制了該 模型的工程應(yīng)用；2、有些模型考慮了風荷載，但該值無法準確計算，且覆冰時往往風速傳感 器凍結(jié)，所得數(shù)據(jù)無效；3、有些模型理論模型計算的冰厚與現(xiàn)場測量的冰厚差別大，導致模 型計算結(jié)果不準確，且大多數(shù)模型并沒有應(yīng)用到實際覆冰在線監(jiān)測系統(tǒng)的經(jīng)驗，其計算準 確性有待驗證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提供一種計算簡單、準確性和可 靠性高的架空線路耐張塔等值覆冰厚度的在線監(jiān)測方法。
[0005] 本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：一種架空線路耐張塔等值覆冰厚度的在線 監(jiān)測方法，包括以下步驟：
[0006] (1)提取耐張塔在線監(jiān)測導/地線歷史拉力數(shù)據(jù)和歷史氣象數(shù)據(jù)，根據(jù)歷史氣象 數(shù)據(jù)剔除處于覆冰時期的耐張塔導/地線歷史拉力，獲取無冰時期的耐張塔導/地線歷史 拉力數(shù)據(jù)；
[0007] (2)根據(jù)無冰時期的耐張塔導/地線歷史拉力數(shù)據(jù)，得到導/地線歷史荷載數(shù)據(jù)； 并且對得到的耐張塔導/地線歷史荷載數(shù)據(jù)進行頻數(shù)分析，獲取最大荷載；
[0008] (3)根據(jù)步驟（2)中得到的最大荷載以及電網(wǎng)公司提供的桿塔基礎(chǔ)參數(shù)，計算出 最大等效導/地線長度；
[0009] (4)提取耐張塔在線監(jiān)測導/地線實時拉力數(shù)據(jù)，得到耐張塔導/地線實時荷載數(shù) 據(jù)，將最大荷載、最大等效導/地線長度以及導/地線實時荷載數(shù)據(jù)代入到耐張塔等效覆冰 厚度模型中，計算出耐張塔導/地線等值覆冰厚度；
[0010] (5)根據(jù)在線監(jiān)測的實時氣象數(shù)據(jù)，選擇計算的等值覆冰厚度來判斷架空線路的 覆冰量。
[0011] 優(yōu)選的，所述步驟⑵中導/地線歷史荷載心為：
[0012] G〇=F；
[0013] 其中F為導/地線歷史拉力值。
[0014] 更進一步的，當絕緣子串型為I串，則耐張塔在線監(jiān)測導/地線歷史拉力值即為導 /地線歷史拉力值F;
[0015] 當絕緣子串型為雙I串，且其中一串安裝有拉力傳感器，則耐張塔在線監(jiān)測導/地 線歷史拉力值乘以2為導/地線歷史拉力值F;
[0016] 當絕緣子串型為雙I串，且每串均安裝有拉力傳感器，則耐張塔在線監(jiān)測導/地線 歷史拉力值即為導/地線歷史拉力值F。
[0017] 優(yōu)選的，所述步驟（3)中最大等效導/地線長度乜為：
[0018] lm=Gm/(q〇n)；
[0019] 其中Gm為步驟（2)中所獲取的最大荷載；q(l為導/地線單位長度自重，n為導/ 地線分裂數(shù)。
[0020] 優(yōu)選的，所述步驟（4)中導/地線實時荷載數(shù)據(jù)G為：
[0021] G=F，；
[0022] 其中F'為導/地線實時拉力。
[0023] 更進一步的，所述步驟（4)中耐張塔等值覆冰厚度hm計算如下：
[0024]①當G<Gm時，hm= 0 ;
[0025] ②當G彡Gm時，實際導線長度S為：
[0026]
【主權(quán)項】
1. 一種架空線路耐張塔等值覆冰厚度的在線監(jiān)測方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 提取在線監(jiān)測導/地線歷史拉力數(shù)據(jù)和歷史氣象數(shù)據(jù)，根據(jù)歷史氣象數(shù)據(jù)剔除處 于覆冰時期的導/地線歷史拉力，獲取無冰時期的導/地線歷史拉力數(shù)據(jù)； (2) 根據(jù)無冰時期的導/地線歷史拉力數(shù)據(jù)，獲取導/地線歷史荷載數(shù)據(jù)；并且對獲取 的導/地線歷史荷載數(shù)據(jù)進行頻數(shù)分析，獲取最大荷載； (3) 根據(jù)步驟（2)中獲取的最大荷載以及電網(wǎng)公司提供的桿塔基礎(chǔ)信息，計算出最大 等效導/地線長度； (4) 提取在線監(jiān)測導/地線實時拉力數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)計算導/地線實時荷載數(shù)據(jù)， 將最大荷載、最大等效導/地線長度以及導/地線實時荷載數(shù)據(jù)代入到等效覆冰厚度模型 中，計算出導/地線等值覆冰厚度； (5) 根據(jù)在線監(jiān)測的實時氣象數(shù)據(jù)，選擇等值覆冰厚度來判斷架空線路的覆冰量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的架空線路耐張塔等值覆冰厚度的在線監(jiān)測方法，其特征在 于，步驟（2)中所述導/地線歷史荷載&為： G〇=F； 其中F為導/地線歷史拉力值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的架空線路耐張塔等值覆冰厚度的在線監(jiān)測方法，其特征在 于，當絕緣子串型為I串，則在線監(jiān)測導/地線歷史拉力值即為導/地線歷史拉力值F; 當絕緣子串型為雙I串，且其中一串安裝有拉力傳感器，則在線監(jiān)測導/地線歷史拉力 值乘以2為導/地線歷史拉力值F; 當絕緣子串型為雙I串，且每串均安裝有拉力傳感器，則在線監(jiān)測導/地線歷史拉力值 即為導/地線歷史拉力值F。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的架空線路耐張塔等值覆冰厚度的在線監(jiān)測方法，其特征在 于，步驟（3)中最大荷載乜為： lm= G m/ (q〇n)； 其中Gm為步驟（2)中所獲取的最大平均荷載；q(l為導/地線單位長度自重，n為導/ 地線分裂數(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的架空線路耐張塔等值覆冰厚度的在線監(jiān)測方法，其特征在 于，步驟（4)中導/地線實時荷載數(shù)據(jù)G為： G=F，； 其中F'為導/地線實時拉力。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的架空線路耐張塔等值覆冰厚度的在線監(jiān)測方法，其特征在 于，步驟（4)中導/地線等值覆冰厚度hm計算如下： ① 當G彡GJt，hm= 0 ; ② 當G彡Gm時，實際導線長度S為：
單位長度導線覆冰荷載w為：
添加以下修正系數(shù)&為：
等值覆冰厚度hm為：
其中Gm為步驟（2)中所獲取的最大荷載；D為導/地線的直徑，lm為步驟（3)中獲取 的最大等效導/地線長度，n為導/地線分裂數(shù)，P為標準覆冰密度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的架空線路耐張塔等值覆冰厚度的在線監(jiān)測方法，其特征在 于，當絕緣子串型為I串，在線監(jiān)測導/地線實時拉力值即為導/地線實時拉力值F'; 當絕緣子串型為雙I串，且其中一串安裝有拉力傳感器，則在線監(jiān)測導/地線實時拉力 值乘以2為導/地線實時拉力值F'; 當絕緣子串型為雙I串，且每串均安裝有拉力傳感器，則在線監(jiān)測導/地線實時拉力值 即為導/地線實時拉力值F'。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的架空線路耐張塔等值覆冰厚度的在線監(jiān)測方 法，其特征在于，步驟（1)中氣象數(shù)據(jù)包括溫度和相對濕度數(shù)據(jù)，步驟（1)中將環(huán)境溫度小 于1攝氏度且相對濕度大于80%的時期判斷為覆冰時期。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項所述的架空線路耐張塔等值覆冰厚度的在線監(jiān)測方法， 其特征在于，步驟（2)中最大荷載獲取的方法為：對獲取的導/地線歷史荷載數(shù)據(jù)的頻數(shù)進 行正態(tài)分布模擬，將正態(tài)分布模擬獲取到的最大值分別作為最大荷載，其中所述正態(tài)分布 模擬中的最大值為概率在95 %至99. 9 %的其中一個值。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項所述的架空線路耐張塔等值覆冰厚度的在線監(jiān)測方法， 其特征在于，所述步驟（3)桿塔基礎(chǔ)信息包括導/地線單位長度自重、導/地線分裂數(shù)、導 /地線直徑以及絕緣子串型。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種架空線路耐張塔等值覆冰厚度的在線監(jiān)測方法。該方法包括如下步驟：（1）提取在線監(jiān)測導/地線歷史拉力數(shù)據(jù)，獲取無冰時期的導/地線歷史拉力；（2）根據(jù)無冰時期的導/地線歷史拉力數(shù)據(jù)，獲取導/地線歷史荷載數(shù)據(jù)，得到最大荷載；（3）根據(jù)最大荷載以及電網(wǎng)公司提供的桿塔基礎(chǔ)信息，得到最大等效導/地線長度；（4）提取在線監(jiān)測導/地線實時拉力數(shù)據(jù)，計算出導/地線等值覆冰厚度；（5）根據(jù)實時氣象數(shù)據(jù)，選擇等值覆冰厚度來判斷架空線路的覆冰量。本發(fā)明具有計算簡單、準確性和可靠性高的優(yōu)點。
【IPC分類】G06F17-50
【公開號】CN104573192
【申請?zhí)枴緾N201410789648
【發(fā)明人】陽林, 郝艷捧, 朱俊霖, 李 昊, 李銳海, 陳曉國, 傅闖
【申請人】華南理工大學, 南方電網(wǎng)科學研究院有限責任公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月17日