架空導線的載流能力和運行溫度受時變氣象環(huán)境影響,特別是在夏季極端高溫天氣下,空調負荷猛增,電網負荷屢創(chuàng)新高,電力設備處于重載運行,運行維護需要特別關注。架空線路是電力傳輸?shù)闹饕橘|,高溫天氣下因導線散熱條件接近或超過設計氣象環(huán)境條件,導線溫度升高,載流能力下降,安全裕度降低,容易發(fā)生因溫升越限導致弧垂增大,絕緣距離不足而發(fā)生故障等風險。因此,開展時變氣象環(huán)境下架空線路動態(tài)載流裕度評估和運行風險研究,對于電網調度決策具有重要參考意義,可指導不同氣象環(huán)境下供電斷面的安全運行與電力平穩(wěn)有序供應。論文主要內容如下:(1)在對比研究架空線路載流能力與溫度計算方法的基礎上,推導了時變氣象環(huán)境下導線暫態(tài)溫升計算模型。以導線熱平衡方程為基礎,建立了氣象環(huán)境條件變化時導線連續(xù)載流能力計算方法,已知氣象環(huán)境參數(shù)和導線電流的導線運行溫度估算方法,推導了潮流轉移電流躍變時導線暫態(tài)溫升響應計算方法,為導線動態(tài)載流裕度評估和重載斷面N-1安全校核、溫升越限預警提供理論方法。(2)提出了基于在線數(shù)值天氣預報的導線動態(tài)載流裕度評估方法。導線的最大載流能力主要受氣象環(huán)境條件影響,分析了影響架空線路載流能力的關鍵氣象參數(shù),在此基礎上提出了計及數(shù)值天氣預報波動范圍的導線動態(tài)載流裕度預測方法。通過算例分析,驗證了所提方法的有效性,預測的導線載流能力和安全裕度,可為時變氣象環(huán)境下調度人員安排電網運行方式提供參考依據(jù)。(3)提出了供電斷面N-1在線安全校核與溫升越限預警方法。供電斷面N-1安全校核是發(fā)現(xiàn)電網運行薄弱環(huán)節(jié)、降低運行風險的基本要求。以N-1方式下潮流轉移導線暫態(tài)熱平衡為基礎,通過獲取實況氣象參數(shù),在線校核導線載流裕度、導線溫升裕度,并根據(jù)導線溫升越限耐受時間發(fā)出預警。算例分析表明,所提方法準確、有效,有助于運行人員掌握線路N-1狀態(tài)下的安全裕度變化過程,提前采取降風險運行措施。
【學位單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TM75
【部分圖文】：

該載流值為確定的常數(shù)；動態(tài)熱定值是氣象參數(shù)確定的，此值通常比靜態(tài)熱定值確定的載路的載流能力[51]。架空線路載流能力與溫度計算方 IEEE 標準等。其中 CIGRE 標準與 IEEE 標準都考輻射系數(shù)和日照吸熱系數(shù)。而 CIGRE 標準的計算結CIGRE 標準還考慮了電暈損耗和蒸發(fā)散熱，IEEE于工程應用。將基于架空線路的熱平衡方程，對比分析架空線路潮流轉移后導線暫態(tài)溫升計算公式和數(shù)值迭代計算能力的預測以及供電斷面 N 1 在線安全校核建立熱平衡方程溫度決定于其載流值和周圍環(huán)境氣象環(huán)境條件(風熱平衡示意圖如圖 2.1 所示。

導線穩(wěn)態(tài)運行時，多數(shù)正常工況下架空線路的負載變化較慢，可以認為處于連續(xù)的靜態(tài)熱平衡狀態(tài)，即線路在此負荷下產生的焦耳熱和日照吸的總量，等于此線路輻射散熱和對流散熱(強迫對流或者對流散熱)的總量散熱平衡，表現(xiàn)在 IEEE 的熱平衡方程之中即是(2.1)左端等于零，即+( )c r scq q qIR T (得益于日益完善的電網建設，在用電信息系統(tǒng)廣泛應用的大環(huán)境下，可通訊技術獲取架空線路沿線的實時氣象環(huán)境參數(shù)，在此基礎上，按標準鋼芯鋁絞線最大運行溫度 70 ℃，經由導線靜態(tài)熱平衡方程在線計算而得動態(tài)載流量，即是所求連續(xù)載流能力。由式(2.19)可知，在架空線路沿線的氣象環(huán)境參數(shù)不發(fā)生改變，而架空線的最大允許運行溫度取不同的值時，架空線路計算所得的連續(xù)載流能力。本文使用型號為 LGJ-400/35 的鋼芯鋁絞線詳細分析架空線路的載流能高允許運行溫度的關系，具體如圖 2.2 所示。

圖 2.3 導線電流 溫度試驗平臺Fig. 2.3 test platform of current temperature for conductor表 2.3 不同方法所得導線穩(wěn)態(tài)溫度對比Table 2.3 the comparison of steady conductor temperature results with different methods由表 2.3 可知，IEEE 標準計算的導線穩(wěn)態(tài)溫升相比于試驗溫升數(shù)值較大，并且隨著負荷電流的逐漸增大，越來越接近于試驗溫升。而電阻 溫度對應法考慮了磁滯效應和集膚效應，通過查閱相鄰溫度對應的電阻所計算的溫升介于 IEEE 計算模型以及試驗溫升之間，其誤差在可接受范圍之內。負荷電流 IEEE 計算模型 試驗溫升 電阻 溫度對應法500A 34.5℃ 30.1℃ 33.4℃700A 37.3℃ 36.2℃ 36.9℃900A 41.2℃ 40.5℃ 40.8℃

【參考文獻】

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本文編號：2812185