一种防输电线路舞动计算方法技术

本发明专利技术属于输电线技术领域，尤其涉及一种防输电线路舞动计算方法。本发明专利技术包括：步骤1.获取现阶段条件下的输电线路形态；步骤2.通过输电线路形态，根据离散点拟合曲线模型方程；步骤3.根据曲线模型方程，计得当前状态下输电线路的应力值；步骤4.利用曲线模型方程计算输电线弧垂方程；步骤5.预估不同气象条件下的输电线路模型；步骤6.建立输电线舞动椭球模型，判断相间距离是否超限。本发明专利技术能够在恶劣气象条件下、无法获取输电线路弧垂形态时，通过既往采集的输电线路参数，结合微气象信息及线路参数，实现输电线舞动实时监测，以达到预警的目的，能够有效维护电力系统稳定运行。能够有效维护电力系统稳定运行。能够有效维护电力系统稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
一种防输电线路舞动计算方法


[0001]本专利技术属于输电线
，尤其涉及一种防输电线路舞动计算方法。

技术介绍

[0002]架空输电线路是电力系统的重要组成部分，由于架空输电线路架设在户外，线路上会附着污秽物，且热胀冷缩效应使得弧垂值及应力值与设计时不同，当受到微地形和微气象的影响时会发生舞动。舞动发生时，由于同一档距内不同相的线路或导地线间舞动幅度不一致，导致相间距离过小，发生相间闪络跳闸现象。据统计，当输电线路发生覆冰舞动时，由于导线相间或导地线相间距离过小，发生相间闪络跳闸故障约占事故总数的50％以上。因此，依据微气象信息及线路本体参数信息，获得输电线路实时弧垂情况，建立舞动轨迹模型，可准确判断出导线相间及导地线相间距离值是否超限，以保障电力系统稳定。
[0003]传统的弧垂监测方法一般需要测量人员实地监测，精度有限，耗时长，难以实现弧垂的实时监测。
[0004]例如，申请日为2020.05.19，专利公开号为CN111339692A，专利号为2020104225404，名称为基于激光点云数据的电力线弧垂确定方法及装置的专利技术专利申请，该申请方法包括：基于激光点云数据确定目标区域中相邻的两个杆塔之间的目标电力线的电力线点云数据；应用预设的拟合方式确定目标电力线上的初始弧垂点以及初始弧垂值；在目标电力线的电力线点云数据中构建以初始弧垂点为中心的三维空间范围；若三维空间范围包含有电力线点云数据，则应用高程值最小的点的位置信息修正初始弧垂点以及初始弧垂值，得到实际弧垂点以及实际弧垂值。该方法能够有效提高电力线弧垂的获取准确度，并能够有效节省数据处理的时间及金钱成本，以及提高电力线弧垂的获取效率，提高应用电力线弧垂监测输电线路的运行状态的可靠性及精确性。这种方法虽然可快速测量弧垂值，但未能实现弧垂在不同气象的预估及相间距离判断。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术中存在的不足之处，本专利技术提供了一种防输电线路舞动计算方法。其目的是为了在恶劣气象条件下、无法获取输电线路弧垂形态时，实现输电线舞动实时监测，以达到维护电力系统稳定运行的专利技术目的。
[0006]本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是：
[0007]一种防输电线路舞动计算方法，包括以下步骤：
[0008]步骤1.获取现阶段条件下的输电线路形态；
[0009]步骤2.通过输电线路形态，根据离散点拟合曲线模型方程；
[0010]步骤3.根据曲线模型方程，计得当前状态下输电线路的应力值；
[0011]步骤4.利用曲线模型方程计算输电线弧垂方程；
[0012]步骤5.预估不同气象条件下的输电线路模型；
[0013]步骤6.建立输电线舞动椭球模型，判断相间距离是否超限。
[0014]更进一步的，步骤1所述获取现阶段条件下的输电线路形态，是采用激光设备扫描电力走廊，获取电力线三维点云数据，对采集的离散电力线点云数据进行拟合，拟合出一条曲线，计得曲线模型方程，并记录获取点云数据时的微气象信息。
[0015]更进一步的，步骤2所述通过输电线路形态，根据离散点拟合曲线模型方程，是以两杆塔的档距连线为X轴，以高程为Z轴，建立XOZ坐标系，在XOZ坐标平面内求解曲线方程；对导线受力分析，求解曲线模型方程如下：
[0016][0017]其中C1，C2为带求系数，σ0为应力值，γ为导线比载，此曲线模型方程式为二维悬链线模型，x为拟合曲线任意一点的横坐标值，z为弧垂纵坐标值。
[0018]更进一步的，步骤4所述利用曲线模型方程计算输电线弧垂方程，是根据曲线模型方程求解当前状态下输电线路弧垂模型，得到弧垂方程公式为：
[0019][0020]更进一步的，步骤5所述预估不同气象条件下的输电线路模型，是获取当前状态下输电线路弧垂方程及应力值后，结合曲线模型方程，考虑导线比载受微气象影响，预估不同微气象状态下的输电线路弧垂模型情况；
[0021]根据不同自然因素条件下的应力计算与弧垂模拟参数之间的关系，得出架空输电线路方程，关系式如下：
[0022][0023]式中：σ
m
和σ
n
分别为两种不同自然条件下的导线弧垂水平应力；γ
m
和γ
n
分别为两种不同自然条件下的电力线比载值；t
m
和t
n
分别为两种自然条件下的载流导线温度；l为导线所处目标档的档距；α为电力线的温度膨胀系数；E为电力线的膨胀系数。
[0024]更进一步的，步骤6所述建立输电线舞动椭球模型，判断相间距离是否超限，是结合预估微气象状态下的输电线路弧垂模型，考虑风激励的影响，建立输电线椭球舞动轨迹。
[0025]更进一步的，所述建立输电线椭球舞动轨迹，是通过舞动绕两杆塔连线为轴线，各舞动平面为椭圆，整体舞动轨迹为椭球体，舞动轨迹方程为：
[0026][0027]式中l为两杆塔之间的档距，b为弧垂值，x为水平坐标，y为竖直坐标，z为垂直于xoy平面的坐标。
[0028]更进一步的，所述计算方法，当在输电线路覆冰时，同一档距不同相间线路覆冰情况不同，导致弧垂情况发生改变，依据预估微气象状态下的弧垂模型，判断相间距离是否超限，以达到预警的目的；
[0029]采用机载雷达航飞后所采集的点云数据，对导地线进行曲线模型拟合；
[0030]拟合后的曲线模型方程分别为：
[0031]地线方程：
[0032]导线方程：
[0033]计算得到导地线应力为σ0，比载为γ；
[0034]导线上所产生的热量，使得地线覆冰厚度较导线严重；假设地线覆冰厚度为d1mm，导线覆冰厚度为d2mm，计算得出此状态下的电力线曲线模型方程分别为：
[0035]地线方程：
[0036]导线方程：
[0037]得到地线应力为σ0′
，比载为γ
′
；导线应力为σ0″
，比载为γ
″
；
[0038]此时覆冰状态下的导地线间距较未覆冰状态下的导地线间距变小，当受到风激励的影响发生舞动时，相间距离过近，易发生闪络跳闸现象。
[0039]更进一步的，所述计算方法，当在输电线路覆冰时，同一档距不同相间线路覆冰情况不同，受到风激励的影响，舞动幅度不一致，导致相间距离过近，发生相间闪络跳闸；依据预估微气象建立导线椭球舞动轨迹，判断相间距离是否超限，以达到预警的目的；
[0040]此覆冰状态下输电线弧垂方程分别为：
[0041]地线弧垂方程：
[0042]导线弧垂方程：
[0043]覆冰后输电线路弧垂情况发生改变，覆冰越厚，弧垂越大；依据弧垂公式，以两杆塔顶端连线为轴线，建立旋转椭球模型，椭球方程分别为：
[0044]地线椭球方程：
[0045]其中，b1为地线的弧垂曲线模型方程；
[0046]导线椭球方程：
[0047]其中，b2为导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防输电线路舞动计算方法，其特征是：包括以下步骤：步骤1.获取现阶段条件下的输电线路形态；步骤2.通过输电线路形态，根据离散点拟合曲线模型方程；步骤3.根据曲线模型方程，计得当前状态下输电线路的应力值；步骤4.利用曲线模型方程计算输电线弧垂方程；步骤5.预估不同气象条件下的输电线路模型；步骤6.建立输电线舞动椭球模型，判断相间距离是否超限。2.根据权利要求1所述的一种防输电线路舞动计算方法，其特征是：步骤1所述获取现阶段条件下的输电线路形态，是采用激光设备扫描电力走廊，获取电力线三维点云数据，对采集的离散电力线点云数据进行拟合，拟合出一条曲线，计得曲线模型方程，并记录获取点云数据时的微气象信息。3.根据权利要求1所述的一种防输电线路舞动计算方法，其特征是：步骤2所述通过输电线路形态，根据离散点拟合曲线模型方程，是以两杆塔的档距连线为X轴，以高程为Z轴，建立XOZ坐标系，在XOZ坐标平面内求解曲线方程；对导线受力分析，求解曲线模型方程如下：其中C1，C2为带求系数，σ0为应力值，γ为导线比载，此曲线模型方程式为二维悬链线模型，x为拟合曲线任意一点的横坐标值，z为弧垂纵坐标值。4.根据权利要求1所述的一种防输电线路舞动计算方法，其特征是：步骤4所述利用曲线模型方程计算输电线弧垂方程，是根据曲线模型方程求解当前状态下输电线路弧垂模型，得到弧垂方程公式为：5.根据权利要求1所述的一种防输电线路舞动计算方法，其特征是：步骤5所述预估不同气象条件下的输电线路模型，是获取当前状态下输电线路弧垂方程及应力值后，结合曲线模型方程，考虑导线比载受微气象影响，预估不同微气象状态下的输电线路弧垂模型情况；根据不同自然因素条件下的应力计算与弧垂模拟参数之间的关系，得出架空输电线路方程，关系式如下：式中：σ
m
和σ
n
分别为两种不同自然条件下的导线弧垂水平应力；γ
m
和γ
n
分别为两种不同自然条件下的电力线比载值；t
m
和t
n
分别为两种自然条件下的载流导线温度；l为导线所处目标档的档距；α为电力线的温度膨胀系数；E为电力线的膨胀系数。6.根据权利要求1所述的一种防输电线路舞动计算方法，其特征是：步骤6所述建立输电线舞动椭球模型，判断相间距离是否超限，是结合预估微气象状态下的输电线路弧垂模型，考虑风激励的影响，建立输电...

【专利技术属性】
技术研发人员：周玉玲，郭权利，
申请(专利权)人：周玉玲，
类型：发明
国别省市：