專利名稱：基于穩(wěn)態(tài)熱路模型的架空導(dǎo)線允許電流的確定方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高壓架空輸電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于穩(wěn)態(tài)熱路模型的架空導(dǎo)線允許電流的確定方法與裝置。導(dǎo)線中沒有通過電流時(shí)，其溫度與周圍介質(zhì)溫度相等；通過電流時(shí)，電阻將電能轉(zhuǎn)化為熱能，導(dǎo)線溫度高于環(huán)境溫度，再加上對流換熱、熱輻射以及日照等的影響，處于動(dòng)態(tài)變化過程中。當(dāng)輸電線路負(fù)荷持續(xù)增加時(shí)，線路將出現(xiàn)過熱故障，為了防止這種現(xiàn)象發(fā)生， 出現(xiàn)了最大允許電流的概念。我國《110_500kV架空送電線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》中規(guī)定鋼芯鋁絞線的允許溫度是 +700C (大跨越可采用+90°C )。因此，最大允許電流即指架空導(dǎo)線或者說輸電線路運(yùn)行在氣象環(huán)境中，導(dǎo)線溫度達(dá)到+70°C時(shí)的電流。了解架空導(dǎo)線的最大允許電流，有利于充分挖掘現(xiàn)有輸電線路的輸電能力，為調(diào)度部門的調(diào)度、線路檢修、新建線路規(guī)劃等提供依據(jù)。但現(xiàn)有的最大允許電流的確定方法需要測量的參數(shù)、考慮的因素太多，如風(fēng)速、空氣密度、導(dǎo)線直徑、太陽光有效入射角等，使得測量投入成本高、運(yùn)算復(fù)雜、結(jié)果可靠性不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對上述問題，提出一種基于穩(wěn)態(tài)熱路模型的架空導(dǎo)線允許電流的確定方法與裝置，以減少監(jiān)測量，簡化運(yùn)算過程。本發(fā)明基于穩(wěn)態(tài)熱路模型的架空導(dǎo)線允許電流的確定方法，包括步驟向架空導(dǎo)線加載電流I;導(dǎo)線溫度穩(wěn)定后，測量導(dǎo)線溫度T1及導(dǎo)線周圍特定距離處的環(huán)境溫度T2，計(jì)算此時(shí)的交流電阻R。，根據(jù)所述I、1\、T2, Rc,采用下式計(jì)算當(dāng)前環(huán)境熱阻Rx 根據(jù)所述1\、T2, R。、Rx，采用下式，計(jì)算當(dāng)前外界環(huán)境下架空導(dǎo)線的最大允許電流優(yōu)選地，采用下式計(jì)算所述交流電阻Rc = ζ ItR20[1+α (T「20)]式中，ζ和τ表示與導(dǎo)線標(biāo)準(zhǔn)截面有關(guān)的常量，α為溫度系數(shù)，R2tl表示導(dǎo)線溫度 20°C時(shí)的直流電阻。優(yōu)選地，所述導(dǎo)線周圍特定距離具體為距導(dǎo)線表面30cm的任意位置。優(yōu)選地，所述導(dǎo)線溫度為導(dǎo)線表面溫度。
本發(fā)明基于穩(wěn)態(tài)熱路模型的架空導(dǎo)線允許電流的確定裝置，包括電流加載模塊，用于向架空導(dǎo)線加載電流I ;環(huán)境熱阻確定模塊，用于在導(dǎo)線溫度穩(wěn)定后，測量導(dǎo)線溫度T1及導(dǎo)線周圍特定距離處的環(huán)境溫度T2，計(jì)算此時(shí)的交流電阻R。，根據(jù)所述I、T1, T2, R。，采用下式計(jì)算當(dāng)前環(huán)境熱阻Rx 最大允許電流確定模塊，用于根據(jù)所述1\、TyRc^Rx，采用下式，計(jì)算當(dāng)前外界環(huán)境下架空導(dǎo)線的最大允許電流Imax
權(quán)利要求
1.一種基于穩(wěn)態(tài)熱路模型的架空導(dǎo)線允許電流的確定方法，其特征在于，包括步驟 向架空導(dǎo)線加載電流I;導(dǎo)線溫度穩(wěn)定后，測量導(dǎo)線溫度T1及導(dǎo)線周圍特定距離處的環(huán)境溫度T2，計(jì)算此時(shí)的交流電阻R。，根據(jù)所述I、Ti、T2, Rc,采用下式計(jì)算當(dāng)前環(huán)境熱阻Rx 根據(jù)所述TpHRx，采用下式，計(jì)算當(dāng)前外界環(huán)境下架空導(dǎo)線的最大允許電流Imax
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于穩(wěn)態(tài)熱路模型的架空導(dǎo)線允許電流的確定方法，其特征在于，采用下式計(jì)算所述交流電阻Rc = ζ ItR2ci[l+α (Tr20)]式中，ζ和τ表示與導(dǎo)線標(biāo)準(zhǔn)截面有關(guān)的常量，α為溫度系數(shù)，R2tl表示導(dǎo)線溫度20°C 時(shí)的直流電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的基于穩(wěn)態(tài)熱路模型的架空導(dǎo)線允許電流的確定方法，其特征在于，所述導(dǎo)線周圍特定距離具體為距導(dǎo)線表面30cm的任意位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的基于穩(wěn)態(tài)熱路模型的架空導(dǎo)線允許電流的確定方法，其特征在于，所述導(dǎo)線溫度為導(dǎo)線表面溫度。
5.一種基于穩(wěn)態(tài)熱路模型的架空導(dǎo)線允許電流的確定裝置，其特征在于，包括電流加載模塊，用于向架空導(dǎo)線加載電流I ;環(huán)境熱阻確定模塊，用于在導(dǎo)線溫度穩(wěn)定后，測量導(dǎo)線溫度T1及導(dǎo)線周圍特定距離處的環(huán)境溫度T2，計(jì)算此時(shí)的交流電阻R。，根據(jù)所述I、T1, T2, R。，采用下式計(jì)算當(dāng)前環(huán)境熱阻最大允許電流確定模塊，用于根據(jù)所述1\、T2, R。、Rx,采用下式，計(jì)算當(dāng)前外界環(huán)境下架空導(dǎo)線的最大允許電流Imax:
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于穩(wěn)態(tài)熱路模型的架空導(dǎo)線允許電流的確定裝置，其特征在于，所述環(huán)境熱阻確定模塊還用于采用下式計(jì)算所述交流電阻Rc = ζ ItR2ci[l+α (Tr20)]式中，ζ和τ表示與導(dǎo)線標(biāo)準(zhǔn)截面有關(guān)的常量，α為溫度系數(shù)，R2tl表示導(dǎo)線溫度20°C 時(shí)的直流電阻。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的基于穩(wěn)態(tài)熱路模型的架空導(dǎo)線允許電流的確定裝置，其特征在于，所述導(dǎo)線周圍特定距離具體為距導(dǎo)線表面30cm的任意位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的基于穩(wěn)態(tài)熱路模型的架空導(dǎo)線允許電流的確定裝置，其特征在于，所述導(dǎo)線溫度為導(dǎo)線表面溫度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于穩(wěn)態(tài)熱路模型的架空導(dǎo)線允許電流的確定方法與裝置，首先向架空導(dǎo)線加載電流，待導(dǎo)線溫度穩(wěn)定后，測量此時(shí)的導(dǎo)線溫度及導(dǎo)線所處環(huán)境的環(huán)境溫度，根據(jù)這兩個(gè)溫度，采用特定的公式，依次計(jì)算此時(shí)的交流電阻、環(huán)境熱阻，以及當(dāng)前外界環(huán)境下導(dǎo)線溫度達(dá)到70度時(shí)的最大允許電流。對比當(dāng)前電流和最大允許電流即可對架空導(dǎo)線進(jìn)行相應(yīng)的增容，為負(fù)荷轉(zhuǎn)移、調(diào)度計(jì)劃等提供依據(jù)。其中，計(jì)算環(huán)境熱阻和最大允許電流的公式是建立在穩(wěn)態(tài)熱路模型基礎(chǔ)上的，只需測量導(dǎo)線溫度及導(dǎo)線所處環(huán)境溫度兩個(gè)參數(shù)并經(jīng)過簡單的運(yùn)算，即可得出最大允許電流，經(jīng)驗(yàn)證，結(jié)果的誤差在允許范圍內(nèi)。
文檔編號G01R19/00GK102590593SQ201210058690
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月7日
發(fā)明者劉剛, 張鳴, 阮班義 申請人:華南理工大學(xué), 廣東電網(wǎng)公司佛山供電局