[发明专利]一种架空线路等值覆冰厚度的在线监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力领域的输电线路在线监测领域，特别涉及一种架空线路等值覆冰厚度的在线监测方法。

背景技术

输电线路覆冰和积雪会导致其机械和电气性能急剧下降，引起绝缘子覆冰闪络、导地线断线、导线舞动、倒塔和电力通信中断等事故。我国是世界上输电线路覆冰严重的国家之一。2008年初，贵州、湖南、江西、浙江、湖北、云南、广西等13个省市遭受了严重的冰冻雨雪凝冻灾害，国家电网、南方电网的直接经济损失分别达104.5、150亿元。此次冰灾共造成全国范围内电网停运输电线路36740条，停运变电站2018座，110～500kV线路8381基杆塔倾倒及损坏，共170个县(市)发生供电中断，给电力系统的安全稳定运行和电力供应带来了极大的影响和威胁。为了保证电网的安全运行，需要对输电线路的覆冰情况进行监测并判断是否采取相应措施以避免断线、倒搭等事故的发生。

国内，在国家电网和南方电网区域，输电线路在线监测覆冰的力学方法主要有称重法和导线倾角法。其中，导线倾角法的准确性决定于角度传感器及其安装位置。但是实际运行状况表明，角度传感器易受外界干扰影响，其安装位置受导线刚度影响，且在导线覆冰发生扭转时参考基准面变化会使得监测数据无效，因而现场应用效果不佳。因此，目前输电线路覆冰在线监测几乎全部采用称重法。所谓称重法是将拉力传感器替代绝缘子的球头挂环，利用角度和拉力传感器分别测量悬垂绝缘子串的倾角、风偏角和综合荷载，利用微气象传感器群(含温度，风速，风向，雨量等传感器)测量风速等，再代入等效覆冰厚度计算模型即可计算实时导线等效覆冰量。但是，现有输电线路的等效覆冰厚度的计算模型过于理想化，导致即使现场装设有先进的硬件装置，电网公司仍无法准确而有效掌握线路覆冰状况，进而与设计规范比较进行预警。现有输电线路的覆冰厚度计算不足主要表现在：1、理论计算模型过于理想化，需要的杆塔基础信息量很大，步骤繁琐，工程使用推广性不足；2、有些模型考虑了风荷载，但该值无法准确计算，且覆冰时往往风速传感器冻结，所得数据无效；3、电力公司提供的杆塔基础信息存在错误或误差，由于施工与设计存在偏差，大量杆塔基础信息数据并不可靠，导致模型计算结果明显偏离，已有的修正方法是人为在计算结果基础上进行平移，显然没有科学性和推广性，且结果可信度不高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种计算简单、准确性和可靠性高的架空线路等值覆冰厚度的在线监测方法了。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种架空线路等值覆冰厚度的在线监测方法，包括以下步骤：

(1)提取在线监测导/地线历史拉力数据、历史倾角数据和历史气象数据，根据历史气象数据剔除处于覆冰时期的导/地线历史拉力和倾角数据，获取无冰时期的导/地线历史拉力数据和倾角数据；

(2)根据无冰时期的导/地线历史拉力数据和倾角数据，获取导/地线历史垂直荷载数据；并且对获取的导/地线历史垂直荷载数据进行频数分析，获取平均垂直荷载和最大垂直荷载；

(3)根据步骤(2)中获取的平均垂直荷载、最大垂直荷载以及电网公司提供的杆塔基础信息，计算出平均等效导/地线长度和最大等效导/地线长度；

(4)提取在线监测导/地线实时拉力数据和倾角数据，根据这些数据计算导/地线实时垂直荷载数据，将平均垂直荷载、平均等效导/地线长度以及导/地线实时垂直荷载数据代入到等效覆冰厚度模型中，计算出导/地线等值覆冰厚度；同时将最大垂直荷载、最大等效导/地线长度以及导/地线实时垂直荷载数据代入到等效覆冰厚度模型中，计算出导/地线保守等值覆冰厚度；

(5)根据在线监测的实时气象数据，选择参考等值覆冰厚度或保守等值覆冰厚度来判断架空线路的覆冰量。

优选的，所述步骤(2)中导/地线历史垂直荷载G₀为：