基于力学测量的输电线路覆冰厚度监测研究

论文摘要

在电力系统中,输电线路的覆冰现象十分普遍。覆冰可以引起导线舞动、杆塔倾斜、倒塌、断线、绝缘子闪络和通讯中断等事故,极大地威胁着电力系统的安全运行,给社会带来巨大的经济损失。因此,实时动态掌握输电线路的覆冰状况对于覆冰区输电线路运行以及提高整个电力系统的安全可靠性具有重要的实际意义和指导作用。本文提出了通过耐张段及直线塔张力的测量来对输电线路覆冰状况进行监测的方法,设计了输电线路覆冰的综合监测系统,即通过杆塔和绝缘子串之间的张力传感器和角度传感器在线采集现场输电线路耐张段轴向导线张力、悬挂点倾角和悬垂绝缘子串张力、垂直偏斜角数据,然后通过GPRS网络和Internet网络传送到电力系统控制中心,控制中心计算机系统对采集到的输电线路的张力和角度数据进行处理,由专家软件计算得出当时输电线路导线覆冰厚度值。本文完成了在线监测系统的总体方案设计,并根据系统的特点设计了张力传感器、角度传感器、GPRS传输模块以及监测端电源等硬件设备的方案和类型。针对本文提出的通过耐张段及直线塔张力的测量来对输电线路覆冰状况进行监测的方法,建立了以耐张段轴向导线张力、悬挂点倾角和悬垂绝缘子串张力、垂直偏斜角为基本特征参数计算输电线路导线覆冰厚度的模型,设计了计算流程,并进行了试验验证。单独耐张段试验得出的覆冰厚度计算值与实际值的绝对误差为-0.210.11mm,误差的百分值为-4.20%1.10%,覆冰厚度计算精度较高。三档导线试验得出的各档覆冰厚度值与实际值之间误差的百分值最大分别为-4.60%、3.40%和-3.40%,各档覆冰厚度计算值也较高。由单独耐张段及三档导线试验结果可以看出,通过本文提出的输电线路导线覆冰厚度计算方法得出的覆冰厚度值精度较高,可较好地对输电线路覆冰状况进行推算。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 输电线路覆冰研究现状
• 1.2.2 输电线路覆冰在线监测方法研究现状
• 1.3 本文的研究目的和研究内容
• 2 输电线路覆冰监测系统总体方案设计
• 2.1 引言
• 2.2 监测系统硬件结构
• 2.3 监测系统硬件选取
• 2.3.1 张力传感器选取
• 2.3.2 角度传感器选取
• 2.3.3 GPRS 传输模块选取
• 2.3.4 电源选取
• 2.4 小结
• 3 输电线路覆冰的计算模型
• 3.1 引言
• 3.2 输电线路导线静力特性
• 3.2.1 悬链线计算理论
• 3.2.2 抛物线计算理论
• 3.3 连续档导线各档导线应力近似计算的代表档距法
• 3.4 连续档导线覆冰应力计算
• 3.5 导线覆冰厚度的实时算法
• 3.5.1 无风情况下连续档导线覆冰厚度的实时算法
• 3.5.2 有风情况下连续档导线覆冰厚度的实时算法
• 3.5.3 单独耐张段导线覆冰厚度的实时算法
• 3.6 小结
• 4 基于力学测量的输电线路覆冰厚度监测试验验证
• 4.1 引言
• 4.2 试验方法
• 4.3 试验导线及参数测量装置
• 4.3.1 试验导线
• 4.3.2 参数测量装置
• 4.4 单独耐张段试验
• 4.5 三档导线试验
• 4.6 小结
• 5 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录
• B. 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目目录