高压输电线路异常温升预警方法

技术领域

本发明属于高压输电线路检测术领域，具体涉及高压输电线路异常温升预警方法。

背景技术

输电线路在线监测是指直接安装在输电线路设备上可实时记录表征设备运行状态特征量的测量、传输和诊断系统，是实现输电线路状态检修的重要手段，是提高输电线路运行安全可靠性的有效方法，通过对输电线路状态监测参数的分析，可及时判断输电线路故障并提出事故预警方案，便于及时采取措施，降低输电线路事故发生的可能性，传统的输电线路检测多采用人工巡检方式，工作强度大、周期长，特殊地形难以开展检测工作；因此，提供一种结构简单、高效发现异常、规避风险、实现在线温升监测、提高预警能力的高压输电线路异常温升预警方法是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种结构简单、高效发现异常、规避风险、实现在线温升监测、提高预警能力的高压输电线路异常温升预警方法。

本发明的目的是这样实现的：高压输电线路异常温升预警方法，它包括以下步骤：

步骤1：判断当前高压输电线是否有电流通过，即判断当前高压输电线是否处于运行工作状态，判断结果为是，则进入下一步，判断结果为否，则结束；

步骤2：判断当前高压输电线是否处于稳态运行，判断结果为是，则进入下一步，判断结果为否，则进入步骤6；

步骤3：计算导线稳态运行达到允许温升时的负荷电流；

步骤4：计算导线稳态运行达到允许温升时的载流量；

步骤5：判断载流量是否超过阈值导致异常温升，若判断结果为是，则进入步骤11，若判断结果为否，则结束；

步骤6：判断当前高压输电线是否处于暂态运行，若判断结果为是，则进入下一步，若判断结果为否，则结束；

步骤7：计算导线暂态运行达到允许温升时的负荷电流；

步骤8：建立暂态热路模型，对周期性负荷下高压输电线绝缘的暂态模型进行分类分析；

步骤9：计算导线暂态运行的温升计算；

步骤10：判断温升是否超过阈值导致异常温升，若判断结果为是，则进入下一步，若判断结果为否，则结束；

步骤11：进行异常温升预警。

所述的步骤3计算导线稳态运行达到允许温升时的负荷电流具体为：稳态运行是指导线在施加连续恒定负荷条件下其发热处于稳定状态,对导线负荷电流有影响因素有导线类型、导线吸热系数和辐射系数、导线截面积、电阻、导线允许最高温度、环境气象条件日照强度、环境温度、风速，导线在没有电流通过时,其温度与周围介质相等，当流经电流时,导线内部将产生热量,其中一部分散失到四周,引起周围介质的温升,另一部分使导线自身温度升高，热量的分布是一个动态平衡的过程,当从一个平衡状态过渡到另一个新的平衡状态后,导线自身温度到达稳态温度，热平衡公式为：P

所述的步骤4计算导线稳态运行达到允许温升时的载流量具体为：以稳态下导体最高允许工作温度为标准，高压输电线稳态运行达到允许温升时的载流量等于稳态运行达到允许温升时的负荷电流与负荷因素M的乘积，负荷因素M在任意波形情况下的计算公式由IEC 60853给出：

所述的损耗负荷因素的计算步骤包括以下步骤：

步骤a：计算该时刻与最大负荷的比值：将日负荷曲线分成24个小时段的数值，以负荷最大值为基数1，其它各值为该时刻负荷与最大负荷的比值；

步骤b：绘制阶跃曲线：将负荷曲线绘制成阶跃曲线；

步骤c：确定高压输电线导体最高温度时刻：用Y

步骤d：在该周期内依次指定其它纵坐标：在该周期中其余的纵坐标依次指定为Y

步骤e：得到损耗负荷因素计算公式：损耗负荷因素μ的计算公式为：

所述的步骤7计算导线暂态运行达到允许温升时的负荷电流具体为：导线从传输一个电流值使导体温度处于稳态过渡到传输另一个电流值到达另一个稳态需要一个过程,即暂态过程，暂态运行是指从一个热稳态过渡到另一个热稳态的过程，影响导线暂态运行负荷电流计算的因素除了导线本身结构和气象条件外,还要考虑施加负荷的方式如短时负荷、周期性断续负荷和负荷持续时间，短时过负荷电流的计算公式为：

所述的步骤8建立暂态热路模型包括长时高压输电线绝缘暂态模型和短时高压输电线绝缘暂态模型。

所述的长时高压输电线绝缘暂态模型如图(4)所示，具体为：以热集中参数来呈现高压输电线内部热阻与热容，并将绝缘层热容在导体与金属护套之间进行比例分配，长时下绝缘层热容的分配比例的计算公式为：

所述的短时高压输电线绝缘暂态模型如图(5)所示，具体为：无论是单芯高压输电线还是三芯高压输电线，都需将绝缘层的热阻与热容在直径为

本发明的有益效果：本发明为高压输电线路异常温升预警方法，在使用中，首先判断当前高压输电线是否有电流通过，即判断当前高压输电线是否处于运行工作状态，判断结果为否，则结束，判断结果为是，则判断当前高压输电线是否处于稳态运行，判断结果为是，则计算导线稳态运行达到允许温升时的负荷电流、计算导线稳态运行达到允许温升时的载流量并判断载流量是否超过阈值导致异常温升，若超过阈值导致异常温升，则进行异常温升预警，若当前高压输电线不处于稳态运行，则判断当前高压输电线是否处于暂态运行，若判断结果为否，则结束，若判断结果为是，则计算导线暂态运行达到允许温升时的负荷电流、建立暂态热路模型，对周期性负荷下高压输电线绝缘的暂态模型进行分类分析、计算导线暂态运行的温升计算并判断温升是否超过阈值导致异常温升，若超过阈值导致异常温升，则进行异常温升预警，通过计算稳态和暂态运行下高压输电线负荷电流来进行高压输电线路导线温升异常预警，能够高效发现异常、规避风险、提高防灾调度运行能力，实现高压输电线路温升在线监测；本发明具有结构简单、高效发现异常、规避风险、实现在线温升监测、提高预警能力的优点。

附图说明

图1为本发明高压输电线路异常温升预警方法的流程图。

图2为本发明高压输电线路异常温升预警方法的损耗负荷因素的计算流程图。

图3为本发明高压输电线路异常温升预警方法的高压输电线温升曲线图。

图4为本发明高压输电线路异常温升预警方法的长时高压输电线绝缘暂态模型图。

图5为本发明高压输电线路异常温升预警方法的短时高压输电线绝缘暂态模型图。

图6为本发明高压输电线路异常温升预警方法的高压输电线路日负荷曲线图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

实施例1

如图1-6所示，高压输电线路异常温升预警方法，它包括以下步骤：

步骤1：判断当前高压输电线是否有电流通过，即判断当前高压输电线是否处于运行工作状态，判断结果为是，则进入下一步，判断结果为否，则结束；

步骤2：判断当前高压输电线是否处于稳态运行，判断结果为是，则进入下一步，判断结果为否，则进入步骤6；

步骤3：计算导线稳态运行达到允许温升时的负荷电流；

步骤4：计算导线稳态运行达到允许温升时的载流量；

步骤5：判断载流量是否超过阈值导致异常温升，若判断结果为是，则进入步骤11，若判断结果为否，则结束；

步骤6：判断当前高压输电线是否处于暂态运行，若判断结果为是，则进入下一步，若判断结果为否，则结束；

步骤7：计算导线暂态运行达到允许温升时的负荷电流；

步骤8：建立暂态热路模型，对周期性负荷下高压输电线绝缘的暂态模型进行分类分析；

步骤9：计算导线暂态运行的温升计算；

步骤10：判断温升是否超过阈值导致异常温升，若判断结果为是，则进入下一步，若判断结果为否，则结束；

步骤11：进行异常温升预警。

所述的步骤3计算导线稳态运行达到允许温升时的负荷电流具体为：稳态运行是指导线在施加连续恒定负荷条件下其发热处于稳定状态,对导线负荷电流有影响因素有导线类型、导线吸热系数和辐射系数、导线截面积、电阻、导线允许最高温度、环境气象条件日照强度、环境温度、风速，导线在没有电流通过时,其温度与周围介质相等，当流经电流时,导线内部将产生热量,其中一部分散失到四周,引起周围介质的温升,另一部分使导线自身温度升高，热量的分布是一个动态平衡的过程,当从一个平衡状态过渡到另一个新的平衡状态后,导线自身温度到达稳态温度，热平衡公式为：P

本发明为高压输电线路异常温升预警方法，在使用中，首先判断当前高压输电线是否有电流通过，即判断当前高压输电线是否处于运行工作状态，判断结果为否，则结束，判断结果为是，则判断当前高压输电线是否处于稳态运行，判断结果为是，则计算导线稳态运行达到允许温升时的负荷电流、计算导线稳态运行达到允许温升时的载流量并判断载流量是否超过阈值导致异常温升，若超过阈值导致异常温升，则进行异常温升预警，若当前高压输电线不处于稳态运行，则判断当前高压输电线是否处于暂态运行，若判断结果为否，则结束，若判断结果为是，则计算导线暂态运行达到允许温升时的负荷电流、建立暂态热路模型，对周期性负荷下高压输电线绝缘的暂态模型进行分类分析、计算导线暂态运行的温升计算并判断温升是否超过阈值导致异常温升，若超过阈值导致异常温升，则进行异常温升预警，通过计算稳态和暂态运行下高压输电线负荷电流来进行高压输电线路导线温升异常预警，能够高效发现异常、规避风险、提高防灾调度运行能力，实现高压输电线路温升在线监测；本发明具有结构简单、高效发现异常、规避风险、实现在线温升监测、提高预警能力的优点。

实施例2

如图1-6所示，高压输电线路异常温升预警方法，它包括以下步骤：

步骤1：判断当前高压输电线是否有电流通过，即判断当前高压输电线是否处于运行工作状态，判断结果为是，则进入下一步，判断结果为否，则结束；

步骤2：判断当前高压输电线是否处于稳态运行，判断结果为是，则进入下一步，判断结果为否，则进入步骤6；

步骤3：计算导线稳态运行达到允许温升时的负荷电流；

步骤4：计算导线稳态运行达到允许温升时的载流量；

步骤5：判断载流量是否超过阈值导致异常温升，若判断结果为是，则进入步骤11，若判断结果为否，则结束；

步骤6：判断当前高压输电线是否处于暂态运行，若判断结果为是，则进入下一步，若判断结果为否，则结束；

步骤7：计算导线暂态运行达到允许温升时的负荷电流；

步骤8：建立暂态热路模型，对周期性负荷下高压输电线绝缘的暂态模型进行分类分析；

步骤9：计算导线暂态运行的温升计算；

步骤10：判断温升是否超过阈值导致异常温升，若判断结果为是，则进入下一步，若判断结果为否，则结束；

步骤11：进行异常温升预警。

所述的步骤3计算导线稳态运行达到允许温升时的负荷电流具体为：稳态运行是指导线在施加连续恒定负荷条件下其发热处于稳定状态,对导线负荷电流有影响因素有导线类型、导线吸热系数和辐射系数、导线截面积、电阻、导线允许最高温度、环境气象条件日照强度、环境温度、风速，导线在没有电流通过时,其温度与周围介质相等，当流经电流时,导线内部将产生热量,其中一部分散失到四周,引起周围介质的温升,另一部分使导线自身温度升高，热量的分布是一个动态平衡的过程,当从一个平衡状态过渡到另一个新的平衡状态后,导线自身温度到达稳态温度，热平衡公式为：P

所述的步骤4计算导线稳态运行达到允许温升时的载流量具体为：以稳态下导体最高允许工作温度为标准，高压输电线稳态运行达到允许温升时的载流量等于稳态运行达到允许温升时的负荷电流与负荷因素M的乘积，负荷因素M在任意波形情况下的计算公式由IEC 60853给出：

所述的损耗负荷因素的计算步骤包括以下步骤：

步骤a：计算该时刻与最大负荷的比值：将日负荷曲线分成24个小时段的数值，以负荷最大值为基数1，其它各值为该时刻负荷与最大负荷的比值；

步骤b：绘制阶跃曲线：将负荷曲线绘制成阶跃曲线；

步骤c：确定高压输电线导体最高温度时刻：用Y

步骤d：在该周期内依次指定其它纵坐标：在该周期中其余的纵坐标依次指定为Y

步骤e：得到损耗负荷因素计算公式：损耗负荷因素μ的计算公式为：

所述的步骤7计算导线暂态运行达到允许温升时的负荷电流具体为：导线从传输一个电流值使导体温度处于稳态过渡到传输另一个电流值到达另一个稳态需要一个过程,即暂态过程，暂态运行是指从一个热稳态过渡到另一个热稳态的过程，影响导线暂态运行负荷电流计算的因素除了导线本身结构和气象条件外,还要考虑施加负荷的方式如短时负荷、周期性断续负荷和负荷持续时间，短时过负荷电流的计算公式为：

所述的步骤8建立暂态热路模型包括长时高压输电线绝缘暂态模型和短时高压输电线绝缘暂态模型。

所述的长时高压输电线绝缘暂态模型如图(4)所示，具体为：以热集中参数来呈现高压输电线内部热阻与热容，并将绝缘层热容在导体与金属护套之间进行比例分配，长时下绝缘层热容的分配比例的计算公式为：

所述的短时高压输电线绝缘暂态模型如图(5)所示，具体为：无论是单芯高压输电线还是三芯高压输电线，都需将绝缘层的热阻与热容在直径为

本发明为高压输电线路异常温升预警方法，在使用中，首先判断当前高压输电线是否有电流通过，即判断当前高压输电线是否处于运行工作状态，判断结果为否，则结束，判断结果为是，则判断当前高压输电线是否处于稳态运行，判断结果为是，则计算导线稳态运行达到允许温升时的负荷电流、计算导线稳态运行达到允许温升时的载流量并判断载流量是否超过阈值导致异常温升，若超过阈值导致异常温升，则进行异常温升预警，若当前高压输电线不处于稳态运行，则判断当前高压输电线是否处于暂态运行，若判断结果为否，则结束，若判断结果为是，则计算导线暂态运行达到允许温升时的负荷电流、建立暂态热路模型，对周期性负荷下高压输电线绝缘的暂态模型进行分类分析、计算导线暂态运行的温升计算并判断温升是否超过阈值导致异常温升，若超过阈值导致异常温升，则进行异常温升预警，通过计算稳态和暂态运行下高压输电线负荷电流来进行高压输电线路导线温升异常预警，能够高效发现异常、规避风险、提高防灾调度运行能力，实现高压输电线路温升在线监测；本发明具有结构简单、高效发现异常、规避风险、实现在线温升监测、提高预警能力的优点。