一种特高压线路操作电压等值风速的修正方法技术

技术编号:14849029 阅读:99 留言:0更新日期:2017-03-17 22:47
本发明专利技术提供了一种特高压线路操作电压等值风速的修正方法,包括步骤1:计算风速v的威布尔双参数分布概率密度函数fW(v);步骤2:计算操作过电压的概率密度函数f0(u);步骤3:计算在操作过电压作用下特高压线路与杆塔的空气间隙的闪络的概率P(u,v);步骤4:依据概率密度函数f0(u)和闪络的概率P(u,v)计算操作过电压的等值风速vs;计算操作过电压在等值风速vs条件下悬垂绝缘子串风偏的水平位移,以调整特高压线路与杆塔的空气间隙。与现有技术相比,本发明专利技术提供的一种特高压线路操作电压等值风速的修正方法,依据长期累积的不同地区的风场观测数据和我国特高压线路的结构特点、电气特性来计算操作过电压等值风速,使得操作过电压等值风速取值更为符合我国特高压输电线路实际的跳闸情况。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种操作电压等值风速的修正方法,具体涉及一种特高压线路操作电压等值风速的修正方法
技术介绍
交流500kV架空输电线路的运行经验表明,不论线路断路器是否带有合闸电阻,即使某些线路最大操作过电压大于2.0p.u.,也从未由于操作过电压而引发线路绝缘闪络。这主要是由于交流500kV架空输电线路带电部分与杆塔构件的最小间隙由工频电压和雷电过电压控制而决定的。但随着电压等级的升高,架空输电线路带电部分与杆塔构件的最小间隙则变为工频电压和操作过电压控制,如750kV以及1000kV特高压单回输电线路均是如此。关于线路操作过电压工况等值风速取值νs,GB50545-2010《110kV~750kV架空输电线路设计规范》、GB50665-2011《1000kV架空输电线路设计规范》均规定“操作过电压等值风速νs宜取基本风速折算到导线平均高度处的风速Vm的50%,即操作过电压等值风速取值系数γsv,但不宜低于15m/s”。国内外关于线路操作过电压工况计算风速取值的要求不尽相同,如:前苏联为0.3Vm,日本为0.375Vm。由于输电线路结构的跨度大,覆盖的区域广,地形差异大会导致气候差异大,不同地区的风场统计特征会有所不同,所以需要结合风场统计特征、地形、线路重要性等级等影响因素和线路可接受的防风偏跳闸率来差异化的计算操作过电压等值风速。因此,本专利技术针对典型地区气象数据,结合特高压线路操作过电压沿线分布和幅值分布,提出了优化的特高压线路操作过电压等值风速计算方法,为差异化计算特高压线路操作过电压下等值风速提供相应依据,对于保证线路安全运行水平和提高建设经济性方面具有重要意义。
技术实现思路
为了满足现有技术的需要,本专利技术提供了一种特高压线路操作电压等值风速的修正方法,所述方法包括:步骤1:获取所述特高压线路沿线所在地长期测量的风速数据,依据所述风速数据计算风速v的威布尔双参数分布概率密度函数fW(v);步骤2:计算操作过电压的概率密度函数f0(u);步骤3:计算在操作过电压作用下特高压线路与杆塔的空气间隙发生闪络的概率P(u,v);步骤4:依据所述概率密度函数f0(u)和闪络的概率P(u,v)计算操作过电压等值风速vs;计算在所述操作过电压等值风速vs条件下悬垂绝缘子串风偏的水平位移,以调整所述特高压线路与杆塔的空气间隙。优选的,所述步骤1中所述风速v的威布尔双参数分布概率密度函数fW(v)的计算公式为:fW(v)=kc(vc)k-1·exp[-(vc)k]---(1)]]>其中,所述k=(σμ)-1.086,]]>所述c=μΓ(1+1k),]]>所述μ=v‾=1nΣi=1nVi,]]>所述σ=1nΣi=1n(Vi-μ)2;]]>所述Vi为风速观测序列,单位为m/s;所述为平均风速,单位为m/s;所述n为计算fW(v)时选取的时间段内的风速观测序列的个数;优选的,所述步骤2中操作过电压服从正态分布,所述概率密度函数f0(u)的计算公式为:f0(u)=1σ02π·exp(-12(u-Uavσ0)2)---(2)]]>其中,所述σ0为操作过电压的标准偏差,单位为kV;所述Uav为操作过电压的平均值,单位为kV;优选的,所述步骤3中在操作过电压U作用下特高压线路与杆塔的空气间隙发生闪络的概率P(u,v)的计算公式为:P(u,v)=1σ122π∫-∞Uexp(-12(u-U50σ1)2)du---(3)]]>其中,所述U50为空气间隙操作冲击50%放电电压,所述σ1为空气间隙操作冲击50%放电电压标准偏差;优选的,所述步骤4中计算所述操作过电压等值风速vs包括:步骤4-1:依据所述风速v的威布尔双参数分布概率密度函数fW(v)、所述概率密度函数f0(u)和所述概率P(u,v)计算特高压线路单相发生闪络的概率Pm,包括:将特高压线路分为m段,计算各段线路中n个绝缘并联时发生闪络的概率依据所述闪络的概率Pn得到所述单相的全线闪络的概率其中,所述Ps为单个绝缘发生闪络的概率,所述所述Pi为第i段的所述单相的n个绝缘并联时发生闪络的概率;步骤4-2:将风速v的威布尔双参数分布概率密度函数fW(v)等效为一个操作过电压等值风速vs,依据所述概率密度函数f0(u)和所述概率P(u,v)计算特高压线路的单相发生闪络的概率Pm,包括:将特高压线路分为m段,计算各段线路中n个绝缘并联时发生闪络的概率依据所述闪络的概率Pn得到所述单相的全线发生闪络的概率Pm′=1-Πi=1m(1-Pi′);]]>其中,所述P′s为单个绝缘发生闪络的概率,所述所述P′i为第i段的所述单相的n个绝缘并联时发生闪络的概率;所述P(u,vs)为在等值风速vs和操作过电压U作用下特高压线路与杆塔的空气间隙发生闪络的概率;步骤4-3:令所述全线发生闪络的概率Pm′=Pm,反推计算得到操作过电压等值风速vs的值;优选的,所述步骤4中在所述操作过电压等值风速vs条件下计算悬垂绝缘子串风偏的水平位移s的公式为:s=l·sinφ(4)其中,所述l为绝缘子串的长度;所述φ为悬垂绝缘子串的风偏角,所述所述Fd为垂直作用于特高压线路的水平风荷载,所述Fd=0.625α·μsc·d·νs2·lH·sin2θ×10-3;所述α为风压不均匀系数,所述μsc为特高压线路的风载体型系数,所述d为特高压线路的外径,所述lH为杆塔的水平档距,所述θ为风向与特高压线路的夹角;所述Fj为绝缘子串的风荷载;所述Gd为特高压线路的垂直荷载;所述Gj为绝缘子串的重力;优选的,计算不同操作过电压等值风速vs条件下的悬垂绝缘子串风偏的水平位移s,依据所述水平位移s调整特高压线路与杆塔的空气间隙,构建不同的操作过电压等值风速vs与空气间隙的数据库,以准确设计特高压线路与杆塔的空气间隙;优选的,操作过电压等值风速系数γsv的计算公式为:γsv=vsv0·kh---(5)]]>其中,所述νs为等值风速;所述v0为基准高度为10m的基本风速;所述kh为风速高度变化系数。与最接近的现有技术相比,本专利技术的优异效果是:1、本专利技术技术方案中,步骤1获取特高压线路沿线所在地长期测量的风速数据,考虑了风场分布的实际本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种特高压线路操作电压等值风速的修正方法,其特征在于,所述方法包括:步骤1:获取所述特高压线路沿线所在地长期测量的风速数据,依据所述风速数据计算风速v的威布尔双参数分布概率密度函数fW(v);步骤2:计算操作过电压的概率密度函数f0(u);步骤3:计算在操作过电压作用下特高压线路与杆塔的空气间隙发生闪络的概率P(u,v);步骤4:依据所述概率密度函数f0(u)和闪络的概率P(u,v)计算操作过电压等值风速vs;计算在所述操作过电压等值风速vs条件下悬垂绝缘子串风偏的水平位移,以调整所述特高压线路与杆塔的空气间隙。

【技术特征摘要】
1.一种特高压线路操作电压等值风速的修正方法,其特征在于,所述方法包括:
步骤1:获取所述特高压线路沿线所在地长期测量的风速数据,依据所述风速数据计算
风速v的威布尔双参数分布概率密度函数fW(v);
步骤2:计算操作过电压的概率密度函数f0(u);
步骤3:计算在操作过电压作用下特高压线路与杆塔的空气间隙发生闪络的概率P(u,v);
步骤4:依据所述概率密度函数f0(u)和闪络的概率P(u,v)计算操作过电压等值风速vs;
计算在所述操作过电压等值风速vs条件下悬垂绝缘子串风偏的水平位移,以调整所述特高压
线路与杆塔的空气间隙。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤1中所述风速v的威布尔双参数分
布概率密度函数fW(v)的计算公式为:
fW(v)=kc(vc)k-1·exp[-(vc)k]---(1)]]>其中,所述k=(σμ)-1.086,]]>所述c=μΓ(1+1k),]]>所述μ=v‾=1nΣi=1nVi,]]>所述σ=1nΣi=1n(Vi-μ)2;]]>所述Vi为风速观测序列,单位为m/s;所述v为平均风速,单位为m/s;所述n为计算fW(v)
时选取的时间段内的风速观测序列的个数。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤2中操作过电压服从正态分布,所
述概率密度函数f0(u)的计算公式为:
f0(u)=1σ02π·exp(-12(u-Uavσ0)2)---(2)]]>其中,所述σ0为操作过电压的标准偏差,单位为kV;所述Uav为操作过电压的平均值,
单位为kV。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤3中在操作过电压U作用下特高压
线路与杆塔的空气间隙发生闪络的概率P(u,v)的计算公式为:
P(u,v)=1σ122π∫-∞Uexp(-12(u-U50σ1)2)du---(3)]]>其中,所述U50为空气间隙操作冲击50%放电电压,所述σ1为空气间隙操作冲击50%放

\t电电压标准偏差。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤4中计算所述操作过电压等值风速
vs包括:
步骤4-1:依据所述风速v的威布尔双参数分布概率密度函数fW(v)、所述概率密度函数
f0(u)和所述概率P...

【专利技术属性】
技术研发人员:闵绚文志科邵瑰玮曾云飞胡霁陈怡蔡焕青付晶
申请(专利权)人:国家电网公司中国电力科学研究院
类型:发明
国别省市:北京;11

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