[发明专利]一种冻雨引发输电线路故障的故障概率在线评估方法

摘要

本发明公开了一种冻雨引发输电线路故障的故障概率在线评估方法，属于电力系统及其自动化技术领域。本发明根据冻雨灾害的时空演变，动态评估线路和杆塔上承受的荷载、绝缘子上所承受的闪络电压，计算输电线路在覆冰条件下的故障概率，并为停电防御系统提供预想风险设备集。本发明能够考虑覆冰对输电线路造成破坏的各种故障途径，符合覆冰引发线路故障的机理，具有较好的实用性、适应性。

主权项

一种冻雨引发输电线路故障的故障概率在线评估方法，其特征在于，包括如下步骤:1）在控制中心汇总实时的冻雨预报和实况信息、一般气象预报和实测信息、实时的电网工况信息和监测信息；2）根据沿线路的地理特征和周边环境特征及其对于冻雨强度、风速、风向的影响，将地理特征、周边环境特征、输电线路特征相同的线路划为一段，设线路的总段数为m；3）对每段线路，评估计算所需的动态变量，所述动态变量包括每段线路的覆冰厚度Rd、每段线路上所受垂直于线路走向的风的风速V1以及垂直于线路走向的风和中垂线之间的夹角θ1、每段线路等值绝缘子串盐密ρSDD、海拔高度H；4）对每段线路，根据每段线路的覆冰厚度Rd计算每段线路耐张段内单位长度的冰重G，根据每段线路上所受垂直于线路走向的风的风速V1以及垂直于线路走向的风和中垂线之间的夹角θ1计算每段线路内单位长度导线所受风荷载Fw，并采用电线应力变化的状态方程对每段线路进行受力分析计算每段线路导线上所受的张力σl和每段线路杆塔沿线路走向的不平衡力ΔF，并按以下公式计算每段线路中发生断线的概率pl和倒塔的概率pt： p l = K 1 e σ l / T 1 σ l < β l σ s 0.01 σ l ≥ β l σ s p t = K 2 e ΔF / T 2 ΔF < β t Δ F s 0.01 ΔF ≥ β t ΔF s 以上式中，σs为导线设计最大承受应力，ΔFs为杆塔设计最大承受不平衡力；βl为线路设计安全系数，βt为杆塔设计安全系数；K1、T1、K2、T2均为常 数；5）对每段线路，以每段线路上所受垂直于线路走向的风的风速V1以及垂直于线路走向的风和中垂线之间的夹角θ1、每段线路的导线类型系数αl、每段线路档距系数αs、每段线路的地形系数αd、覆冰厚度系数αf和每段线路的周边环境系数αr为参考因素，定义风激励参数Ew＝(V1‑4)sin(θ1‑45°)αdαr、线路参数Lp＝αfαlαs，将这两个参数为输入参数，构建模糊数学模型，评估每段线路中发生舞动的概率pd；6）对每段线路，采用一个等值绝缘子串闪络的故障率表示该段内三相绝缘子串的总故障率即该段线路中发生覆冰闪络的概率，并以覆冰水电导率σ20、绝缘子覆冰重量W、每段线路等值绝缘子串盐密ρSDD、海拔高度H为输入量，采用绝缘子闪络电压计算模型计算绝缘子闪络电压U，再根据绝缘子闪络电压U按以下公式计算每段线路中发生覆冰闪络的概率pf： p f = 0.01 U ≤ U 0 K 3 e ( U 0 - U ) / T 3 U > U 0 其中，U0为实际运行电压，K3、T3为系数；7）综合每段线路中发生断线的概率pl、发生倒塔的概率pt、发生舞动的概率pd、发生覆冰闪络的概率pf，按以下公式计算每段线路覆冰引发线路故障概率pi：pi＝1‑(1‑pl)(1‑pt)(1‑pd)(1‑pf)8）综合所有各段线路覆冰引发线路故障概率pi，按以下公式计算整条线路的覆冰故障概率p：p＝1‑(1‑p1)(1‑p2)…(1‑pi)…(1‑pm)最后，将整条线路的覆冰故障概率计算结果接入停电防御系统中对故障进行风险评估，根据风险评估结果筛选预想风险设备集。