66 kV架空输电线路导线温度场的数值计算分析

建立了架空导线温度场的数学模型,针对3种不同型号的架空导线(LGJ-120/25,LGJ-150/25及LGJ-240/ 30)的温度场分布,对导线在自然对流及强迫对流条件下的散热情况进行了计算机建模模拟计算,导线温度计算结果与实测结果相符,在环境温度一定的情况下,得到导线温度与载流量、风速的关系曲线,得出导线温度与环境温度近似呈线性关系,环境温度每上升1℃导线温度上升的0.95℃。     

基于内点法参数辨识的架空导线径向热路模型

为克服架空导线径向热参数难以理论计算的问题,基于径向导热时间常数及导线载流温升变化率两类热路参数,建立了状态方程形式的导线径向热路模型.利用模型响应构造了热路参数辨识的非线性目标函数,通过内点法求得参数辨识最优解.根据辨识结果建立了模型参数与载流量函数关系的拟合多项式.设计了架空导线径向温升实验平台,在自然对流条件下对LGJ-400导线温升过程进行了实测.研究结果表明:架空导线径向温差及各层导线载流温升变化率均随载流量的提高呈增大趋势,径向导热时间常数变化不呈明显单调性规律;所提模型的最大平均相对误差为2.12％,IEEE标准计算模型最大平均相对误差高达9.19％.故径向热路模型具有更高计算精度,可用于估计自然对流条件下的导线径向温度分布.     

直流融冰过程中覆冰导线表面最高温度试验研究

输电线路短路融冰是目前最为有效的一种除冰方法,而融冰过程中导线温升过快可能会超过导线允许温度使导线损伤。为此,以LGJ-240/30和LGJ-400/35导线为试品,在人工气候室进行了大量的融冰试验。试验结果表明,融冰过程中,导线表面最高温度决定于冰层厚度和融冰电流的大小,不受外界环境温度和风速的影响。并推导出导线最高温度的计算公式。     

配电网架空绝缘导线暂态载流能力计算与评估

城市配电网用电负荷快速增长和供电走廊稀缺会造成用电高峰时期部分配电网供电线路出现重载或过载现象,威胁电网运行安全。输电线路暂态载流能力实时计算与评估对于缓解当前城市配电网供电紧张的局面具有重要意义。基于架空绝缘导线等值热路模型、导线热平衡方程和导线暂态温升微分方程组,并考虑日照等外界热源条件和风、雨水等外界有利散热因素,提出了架空绝缘导线暂态载流能力评估方法。根据该计算模型重点分析了导线温升过程,计算了导线暂态载流量和安全运行时间。最后,基于架空绝缘导线的在线监测系统数据,评估了实际运行线路暂态载流能力。研究结果表明:现行运行规程规定的线路载流量限值过于保守,配电网架空导线具有很大的供电潜力。     

配电网导线覆冰与融冰特性试验研究

研究导线的覆冰与融冰特性是提高冰区线路抗冰能力的关键,目前研究以主网导线为主,配电网线路抗冰缺乏有效的理论指导。通过在人工模拟气候室开展LGJ-95、LGJ-120、LGJ-150导线不带电流覆冰、带电量覆冰试验和融冰试验,得到了导线覆冰与融冰特性。研究结果表明,导线截面会影响导线覆冰厚度;导线临界覆冰电流与环境温度、风速、导线型号有关;风速和温度对导线融冰时间影响较大,两者的影响权重基本一致,提出了适合三种型号导线融冰电流范围。研究结果可为配电网线路抗冰提供理论指导。     

架空线路动态增容技术研究

电力系统的安全稳定和线路本体的安全运行是影响架空线路输送能力的主要因素,在分析风速、日照环境温度、导线温度等对线路载流量影响的基础上,得出结论,即气象边界条件对导线载流量的影响较大,当环境温度、日照强度、风速条件放宽时,线路载流量增加;并且指出,当实时、准确地测量导线温度及线路所处环境的微气象条件,用来计算线路载流量,并严格遵守制定动态增容的安全判据时,即可安全有效地实现线路的动态增容;同时,说明了动态增容系统的构成。     

架空运行线路现场载流温升试验研究

作为架空线路载流量研究重要组成部分,在现场对实际重载运行线路进行大幅度负荷调整和载流升温试验研究,重点观测实际线路在不同负荷条件下温升和弧垂变化情况,研究实际线路温升、弧垂变化与负荷电流、环温、风速、日照关系,将观测、计算结果比较,验证建立的载流量计算模型和软件准确可靠、实用性强。     

广东电网架空线路载流安全裕度及相关参数敏感度分析

目前架空线路输送容量限值是基于最恶劣气象条件,为维持线行安全限距和控制导线工作温度制订的,线路正常载流应该存在较大安全裕度。基于广东线路运行条件、实测环境参数及世界各国标准规定,分别对导线允许温度、环温、日照、风速等四个关键载流控制条件及载流安全裕度进行分析,并就四个控制参数对载流影响的敏感度进行计算研究。结果显示,上述四个控制参数计算取值（70℃,40℃,0.1 W/cm2,0.5 m/s）分别存在安全裕度,其中日照强度和风速的取值已属较极端情况,环温、日照、风速极端情况同时出现的概率更小,因此广东电网整体上存在较大的安全裕度。     

35kV新旧导线载流量与温升对比分析

通过用不同的测温计测量老旧导线和新导线的温度,在室内模拟架空输电线路的运行状态,对比分析了阳江35 kV老旧导线与未服役的新导线的载流温升性能。由理论分析,发现老旧导线的辐射散热功率高于未服役新导线,未服役新线的辐射散热功率比老旧导线少46%左右;由试验结果分析得出:LGJ70/10导线在相同的电流值下,未服役新导线的温升比老旧导线的温升低11%左右。     

基于热路模型的架空导线暂态载流量研究

架空导线允许载流量是线路安全运行的重要参数,深入分析了稳态载流量及暂态载流量的计算原理。由于导线自身热容的缘故,外界条件(环境条件或者加载电流)发生跃变时,导线温度处于暂态过程。以热电比拟为基础,通过监测导线温度及环境温度建立了架空导线暂态热路模型,得出了导线暂态允许电流-允许时间-允许温升数学模型。根据暂态热路模型可以实现暂态允许电流的实时计算,为确保线路出现N-1故障或者短时过负荷时的正常运行提供方便,并提出了预先调度的概念。最后,对暂态载流量计算模型进行了试验验证,试验结果与理论计算基本一致,且理论计算允许时间偏于保守。     

基于电磁-热耦合场的架空输电线路载流量分析与计算

架空输电线路的允许载流量是保证其安全运行的重要参数之一。根据架空输电线路产热和散热的特点,建立了架空导线的磁场-温度场耦合二维有限元分析模型,确定电磁-热耦合场分析的边界条件,求解得到了架空输电导线内部电磁场分布。将得到的焦耳热损耗作为热源耦合至热场模型进行计算,并采用数值迭代法求解得到架空输电导线的允许载流量。此外,基于该仿真模型通过仿真分析得出了不同外部环境因素对架空输电线路载流量的影响规律。该研究成果可以为架空输电线路的热分析和载流量计算提供一定的参考。     

Guidelines for the selection and operation of bare ACSR conductors with regard to current-carrying capacity

Factors affecting the thermal ratings of bare overhead power conductors (in particular, ACSR conductors) are reviewed. Equations for calculating the current-carrying capacity (ampacity), loss of strength, and time-temperature characteristics of ACSR conductors are illustrated and parameters used in these equations are explained. Results have been obtained for ampacity, loss of strength and conductor temperature for a typical ACSR conductor (‘Drake’) in terms of various parameters such as ambient temperature, wind velocity, and (solar) insolation by means of Fortran programs written by the authors. These results are presented in graphical form. From them, meaningful conclusions are drawn regarding the means of evaluating permissible loading levels of transmission and distribution lines, especially lines of short to moderate length.The paper has been written primarily from the standpoint of showing how information currently available to utility industry personnel can be applied to evaluate the impact of various parameters on the permissible loading levels of bare conductors. The examples presented are typical of those of interest to the Tucson Electric Power Company and other utilities.     

基于脉动参数热路模型的架空线路动态增容风险评估

架空输电线路动态增容的热路模型对环境气象依赖性小,但忽略了环境热阻脉动,故当线路温度波动时,增容风险评估可能出现偏差。为此,通过引入平均热阻和脉动热阻参数,提出了一种计及参数脉动特性的线路增容热路模型。基于参数辨识和马尔可夫链方法,对模型参数及其随机特性进行了确定。利用架空导线温升实验平台,对所提模型有效性进行了验证。实验与计算结果表明:当导线温度存在波动时,参数辨识方法得到的平均热阻精度高于传统计算方法;马尔可夫链能够得到脉动热阻的统计规律,并生成随机特性相似的模拟序列;得到热阻参数后,所述模型能够描述导线温度受环境气象影响而产生的波动,并以概率形式对载流量进行有效估计,将增容风险控制在合理范围内,为电力系统运行和调度提供必要依据。     

架空导线载流量的等效风速系数算法

架空导线的动态载流量可以采用IEEE 738标准等提供的方法来计算,但在风速、风向变动较快时这些方法计算的动态载流量有较大误差。为了寻求更合适的计算方法,通过风速、风向和导线温度之间关系的深入研究,提出了用导线温度推导出的等效风速系数以代替这些方法计算对流热损失中的风速、风向的方法,解决了风速、风向多变的问题,使架空导线动态载流量计算更正确,使用更方便。实际应用例子的验证结果表明,所提出的等效风速系数算法是架空导线动态载流量计算的新的有效方法。     

基于张力监测的输电线路动态增容系统在广东电网的应用

由于导线张力能反映输电线路的主要运行状态,因此设计了基于耐张段张力测量的输电线路动态增容系统.该系统由安装于杆塔的数据采集终端和设在调度终端的监控管理平台组成,通过对耐张段轴向张力、风速、风向、日照辐射温度和环境温度的实时监测,计算出导线平均温度、各档距孤垂和线路最大允许电流.选取典 型1周的系统运行数据进行分析...     

架空导线动态载流量的分析及改进算法

架空导线的输送容量在很大程度上受限于导线的温度,即架空导线存在一定的热稳定容量。本文基于IEEE Std 738和CIGRE架空导线载流量的计算方法,研究了导线热平衡方程中散热、发热的影响因素,分析关键因素对散、发热的影响程度。针对传统法将散、发热代入架空导线的稳态热平衡方程直接计算的动态载流量波动剧烈这一问题,提出在其基础上对一段时间的几个时刻所载电流单值加权求解架空导线动态载流量的改进算法。改进算法可极大地减小载流量的波动,导线温度的仿真分析表明导线温度在一个很小的范围内变化,增强了动态增容技术的实际应用性。     

考虑动态增容效应的陆上风电场送出线路截面优化方法

现有风电场架空导线截面优化设计通常以典型环境参数为依据,未考虑风速等气象条件的动态变化,仍有进一步挖掘输电能力潜力的空间。为了进一步优化导线截面,文中基于Morgan公式,建立数学模型表征陆上风电场架空送出线路导线截面优化设计过程,提出一种适用于送出线路导线截面设计的优化方法。该方法综合考虑线路动态增容效应和风电场出力特性的匹配,根据地区历史气象数据等信息,选择送出线路导线截面,完成优化设计。通过算例分析验证了文中所提出的陆上风电场送出线路导线优化设计方法。结果表明,所提出的方法能够在满足风电送出需求的基础上有效降低导线截面积,节省导线材料,提高陆上风电场电气设计的经济性。     

架空输电线路暂态载流能力的计算和评估

架空输电线路的暂态载流能力是高峰时期负荷调度和紧急情况下运行调度安全操作的依据.笔者主要利用输电线路暂态热平衡方程给出评估线路暂态载流能力的方法.提出以Runge-Kutta公式为基础的计算模型,避免了因引入热传递系数带来的误差,保证了计算精度.重点分析了导线温升、暂态载流量、安全时间等线路暂态载流能力特征参数及其计算...     

架空输电线路应急状态下短时过负荷运行的可行性研究

针对广东电网主网许多线路存在卡脖子现象以及线路输送效率低等问题,在对广东电网、南方电网架空线路载流控制原则及边界条件评述的基础上,讨论了架空线路长期运行正常载流和应急状态下短时负荷载流的制订依据和使用条件,论证了架空线路应急状态下短时过负荷运行的可行性,给出了适合广东地区架空线路正常运行和应急状态下允许的载流值。