架空输电线路的地线取能方法技术

本发明专利技术公开了一种架空输电线路的地线取能方法，包括收集目标架空输电线路的参数信息并计算取能参数信息；得到目标架空输电线路的所有可能的地线取能备选方案；推导地线取能备选方案的等效电路；推到地线取能备选方案的取能最大功率计算公式；分析地线与导线在不同位置关系下地线取能备选方案的取电功率大小；选取最佳的地线取能方案作为最终的地线取能方法。本发明专利技术针对双绝缘地线的输电线路存在的地线取能方案进行分析，推导了取能等效电路，分析了取能功率计算公式，提出了导地线空间位置关系对取能方案的分析方法，指导了地线取能方案的优选，解决了取能方案的选择问题，而且原理简单，可操作性强，可靠性高、科学合理且易于实施。

The method of taking energy from ground wire of overhead transmission line

【技术实现步骤摘要】
架空输电线路的地线取能方法
本专利技术属于电气自动化领域，具体涉及一种架空输电线路的地线取能方法。
技术介绍
随着经济技术的发展和人们生活水平的提高，电能已经成为了人们生产和生活中必不可少的二次能源，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。因此，保证自身的稳定可靠运行，就成为了电力系统最重要的任务之一。随着社会对电能的依赖越来越重，电网的安全稳定运行可靠性要求越来越高，大量的在线监测装置在输电线路上投运。由于缺乏持续稳定的低压电源，输电线路在线监测装置一般采用太阳能电池、小型风力发电机等方式供电，供电稳定性受天气影响大，且输出功率小、装置体积大、经济性差。功率充足且持续稳定的电源成为限制输电线路在线监测装置发展的瓶颈。由电磁感应原理可知，架空地线上存在感应电压，两条地线之间及地线与大地之间可构成电流回路，架空地线取能技术可提供持续、稳定的电能，是解决输电线路在线监测装置供电问题最具潜力的手段。然而，目前地线取能只能取到很小的功率，如何从地线中获取到足够的功率，满足在线监测装置的功率需求是地线取能技术还未解决的关键问题。<br>同时，针对架空本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种架空输电线路的地线取能方法，包括如下步骤：/nS1.收集目标架空输电线路的参数信息，并计算目标架空输电线路的取能参数信息；/nS2.针对目标架空输电线路的地线特点，分析得到目标架空输电线路的所有可能的地线取能备选方案；/nS3.推导步骤S2得到的地线取能备选方案的等效电路；/nS4.根据步骤S3得到的等效电路，推到得到地线取能备选方案的取能最大功率计算公式；/nS5.分析地线与导线在不同位置关系下，所有可能的地线取能备选方案的取电功率大小；/nS6.根据步骤S1得到的目标架空输电线路的取能参数信息，并结合步骤S5得到的分析结果，选取最佳的地线取能方案作为最终的地线取能方法。/n

【技术特征摘要】
1.一种架空输电线路的地线取能方法，包括如下步骤：
S1.收集目标架空输电线路的参数信息，并计算目标架空输电线路的取能参数信息；
S2.针对目标架空输电线路的地线特点，分析得到目标架空输电线路的所有可能的地线取能备选方案；
S3.推导步骤S2得到的地线取能备选方案的等效电路；
S4.根据步骤S3得到的等效电路，推到得到地线取能备选方案的取能最大功率计算公式；
S5.分析地线与导线在不同位置关系下，所有可能的地线取能备选方案的取电功率大小；
S6.根据步骤S1得到的目标架空输电线路的取能参数信息，并结合步骤S5得到的分析结果，选取最佳的地线取能方案作为最终的地线取能方法。


2.根据权利要求1所述的架空输电线路的地线取能方法，其特征在于步骤S1所述的收集目标架空输电线路的参数信息，并计算目标架空输电线路的取能参数信息，具体为收集目标架空输电线路的地线接线图、地线尺寸、导线尺寸和导线地线之间的距离信息，并求取地线上的感应电动势和地线的等效阻抗。


3.根据权利要求2所述的架空输电线路的地线取能方法，其特征在于所述的求取地线上的感应电动势和地线的等效阻抗，具体为对于单回路线路，采用如下算式计算地线上的感应电动势和以及地线的等效阻抗Z10和Z20：












式中为地线1上的感应电动势，为地线2上的感应电动势，l为档距长度，为A相电流，为B相电流，为C相电流，da1为A相导线到地线1的距离，db1为B相导线到地线1的距离，dc1为C相导线到地线1的距离，da2为A相导线到地线2的距离，db2为B相导线到地线2的距离，dc2为C相导线到地线2的距离，Z10为地线1的等效阻抗，R1为地线1的单位长度电阻，r1为地线1的有效半径，Z20为地线2的等效阻抗，R2为地线2的单位长度电阻，r2为地线2的有效半径，ρ为大地电阻率，f为电流频率，d12为地线1和地线2之间的距离。


4.根据权利要求3所述的架空输电线路的地线取能方法，其特征在于步骤S2所述的分析得到目标架空输电线路的所有可能的地线取能备选方案，具体为针对双绝缘地线，有如下三种地线取能备选方案：
方案一：取电装置高电位端安装在绝缘地线上，低电位端安装在铁塔上，同时，将另一根地线与铁塔的放电间隙短接；在该方案中，电流回流由两端铁塔及两根地线构成；
方案二：取电装置两端分别安装在地线1和铁塔上，地线2与铁塔的间隙不短接；在该方案中，地线2未接入电流回路，电流回路由地线1与大地组成；
方案三：取电装置两端分别安装在地线1和地线2上，地线与铁塔的间隙不短接；在该方案中，电流回路由两根地线构成。


5.根据权利要求4所述的架空输电线路的地线取能方法，其特征在于步骤S3所述的推导得到步骤S2得到的地线取能备选方案的等效电路，具体为针对双绝缘地线，三种地线取能备选方案的等效电路分别为：
方案一：第一电压源、第一电阻和连接电阻串联，并形成第一支路；第二电压源和第二电阻串联，并形成第二支路；第一支路与第二支路并联后，一端通过第二接地电阻接地，另一端通过第三接地电阻接地；其中，第一电压源的电动势为地线1上的感应电动势，第一电阻为地线1的等效阻抗，连接电阻为取电装置的等效阻抗；第二电压源的电动势为地线2上的感应电动势，第二电阻为地线2的等效阻抗；第二接...

【专利技术属性】
技术研发人员：何立夫，李波，章国勇，周秀冬，罗晶，徐勋建，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司，国网湖南省电力有限公司防灾减灾中心，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43