[发明专利]一种带电热风除冰风管参数优选方法

说明书

本发明公开了一种带电热风除冰风管参数优选方法，包括如下步骤：建立热风融冰仿真试验模型，开展热风融冰试验，获取不同管长、管径下单位质量冰块融化所需时间及能耗；确定最优管长为带电设备安全距离k；建立管径与融冰时间、融冰能耗的关系式；综合考虑融冰时间及能耗的平衡，建立参数优化选取的目标函数；根据绝缘风管的现场应用条件，建立管径约束模型；对目标函数进行求解，求出最优管径，从而完成管长及管径的选取。本发明基于大量仿真实验数据，建立了绝缘送风管道的管长、管径与融冰时间及融冰能耗的关系模型，为热风除冰装置研制中绝缘送风管的设计提供了理论指导依据，通过优化设计送风管道的参数，能最大化的提高热风除冰效率。

技术领域

本发明属于电力除冰技术领域，尤其涉及到一种带电热风除冰风管参数优选方法。

背景技术

冰灾是电网的天敌，其可导致电网断线倒塔。变电站覆冰可导致绝缘子绝缘性能下降，从而导致发生覆冰闪络，威胁电网的安全稳定运行。人工除冰及机械除冰必须停电进行，劳动强度大，除冰效率低，且极易损坏绝缘设备。热风绝缘性高，热风除冰可带电进行，无污染，不会损坏绝缘设备，是一种非常适合于变电设备除冰的除冰方式。然而，热风方向性差，非常容易扩散，导致作用距离短。对变电设备进行带电除冰时，为保证人员及设备需要在带电部位的安全距离之外，可用绝缘性强的送风管将风机出风口的热风输送到带电设备处。然而，现有热风除冰设备绝缘送风管的参数仅凭经验选取，缺乏理论指导及实验验证，参数选取无法达到最优，除冰效率无法达到最优。

发明内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的目的之一在于提供一种带电热风除冰风管参数优选方法。通过该方法，能在风机出风口风参数一定的情况下，将热风除冰的效率提至最高。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种带电热风除冰风管参数优选方法，包括如下步骤：

S1：建立热风融冰仿真试验模型，开展热风融冰试验，获取不同管长、管径下单位质量冰块融化所需时间及能耗；

S2：建立管长与融冰时间、融冰能耗的关系，确定最优管长为带电设备安全距离k；

S3：建立管径与融冰时间、融冰能耗的关系式；

S4：综合考虑融冰时间及能耗的平衡，建立管径参数优化选取的目标函数；

S5：根据热风除冰装置绝缘风管的现场应用条件，建立管径约束模型；

S6:对目标函数进行求解，求出最优管径，从而完成绝缘风管管长及管径的选取。

进一步的，S2步骤中管长与融冰时间及能耗的关系式为：

其中：t为融冰时间(min/100g)，E为融冰能耗(MJ/100g)，l为风管管长(m)；

通过公式(1)和公式(2)可知，当管长等于带电设备的安全距离k时，融冰时间及能耗最低。

进一步的，S3步骤中管径与融冰时间、融冰能耗的关系式：

t＝0.000908D²-0.3108D+32.62 (3)

E＝0.0001363D²+0.08177D-0.305 (4)

其中：t为融冰时间(min/100g)，D为绝缘送风管管径(mm)；E为融冰能耗(MJ/100g)。

进一步的，S4步骤中的目标函数的表达式为：